Connectivity and reliability modeling in next generation vehicular networks
Gelecek nesil araçlar arası haberleşme ağlarında bağlantı ve güvenilirlik modellemesi
- Tez No: 397975
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BERK CANBERK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Dinamik spektrum, Kanal anahtarlama, Sistem güvenilirliği, Dynamic spectrum, Channel switching, System reliability
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Araçlar arasında ve araçlar ile yol kenarı baz istasyonları arasında online ve güvenilir haberleşmeye imkan sağlayan araçlar arası haberleşme ağının gelişmesi neticesinde, ABD Federal Haberleşme Komisyonu tarafından 5.9 GHz frekans bandında 75 MHz'lik spektrum aralığı kısa mesafeli araç iletişimi için tahsis edilmiştir. Bununla birlikte tahsis edilen kanalların, özellikle kentsel bölgelerde artan trafik yoğunluğu ve çok sayıda araç uygulamasının geliştirilmesi neticesinde yeterli olmadığı gözlemlenmiştir. Bu da araçlar arası haberleşmede spektrum yetmezliği problemine neden olmaktadır. Bahse konu problemin etkilerini azaltmak maksadıyla, dinamik spektrum erişimi, artan bant genişliği ihtiyacını karşılamak için araçlar arası haberleşmede potansiyel bir çözüm olmaktadır. Bu maksatla, dinamik spektrum erişimine dayalı araçlar arası haberleşme ağlarında araçlar ile yol kenarı baz istasyonları arasında sürekli ve sağlam bir bağlantının kurulabilmesi maksadıyla kuyruk teorisine dayalı bir model önerilmektedir. Mevcut kanalların araçlar arasında etkin bir şekilde kullanımına imkan sağlamak ve minimum sayıda kanal değişimi ile bağlantı kurulması hedeflenmektedir. Önerilen model, araçların hareketliliğinden kaynaklanan dinamik davranışları modelleyerek etkin bir kanal erişimine kuyruk teoreminden yararlanarak imkan sağlamaktadır. Bu çalışmanın yanı sıra, IEEE 802.11p protokolüne dayalı araçlar arası yayın haberleşmesinin mevcut özellikleri ile, gizli terminal problemi, eş zamanlı haberleşmeden kaynaklanan çatışmalar ve kanal sönümlemesi problemlerine çözüm bulamamasından dolayı ortaya çıkan araç uygulamalarındaki güvenilirlik gereksinimlerini iyileştirmeye yönelik bir model önerilmiştir. Yol kenarı baz istasyonlarına uygulanacak yeni bir güç ayarlama modeli geliştirilerek araçlar arası haberleşmenin güvenilirliğini artırmak amaçlanmıştır. Bu model, 2 boyutlu hareketli haberleşme ağlarındaki potansiyel gizli terminalleri belirlemek ve semi-variogram analizinden yararlanarak Kriging uzaysal ara değer kestirim yöntemi ile gizli terminallerin güvenilir ve etkin sinyal çıkış gücünü tespit etmek için kullanılmıştır. Kriging; elde edilen verilerden, bilinmeyen değerlerin optimum uzaysal tahminini bulmayı amaçlayan bir yöntemdir. Bu maksatla, Kriging ara değer kestirim yöntemi ile elde edilen optimum sinyal çıkış gücüyle gizli terminal problemi önlenebilmekte ve gizli terminallerin kapsama alanı hesaplanabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Due to the vehicular network technology which enables to obtain online and accurate information between vehicle to vehicle and vehicle to infrastructure, the amount of vehicular applications has been increased. To support many vehicular applications, the U.S. Federal Communications Commission has allocated 75 MHz in the 5.9 GHz frequency band for Dedicated Short Range Communication (DSRC). However, due to the increasing use of vehicular applications and high traffic density, specifically in urban environments, DSRC channels have not satisfied to growing bandwidth demands by causing a crucial problem; spectrum scarcity. This problem has been addressed by a new communication paradigm, called Dynamic Spectrum Access. In this thesis, at first, we concentrate on the connectivity problem in Vehicular Dynamic Spectrum Access Networks (VDSANs). Our objective is to determine best available channels to maintain continuous and robust network connectivity. In this thesis, we propose a novel queuing theory based framework for VDSANs. Specifically, our proposed framework uses queuing theory analytics to model the dynamic behaviors of vehicles and obtain high satisfaction ratio of vehicles. Moreover, we propose six novel dynamic channel selection algorithms to provide minimal channel switching ratio while conserving the network connectivity. In addition to connectivity analysis and modeling in VDSANs, we also analyze the reliability of broadcast messages in vehicular networks. In IEEE 802.11p based broadcast vehicular communications, there are no traditional request-to-send (RTS)/clear-to-send (CTS) handshaking and acknowledgment mechanism to guarantee a reliable communication. Hence, hidden terminal problem, transmission collisions and channel fading arise as main communication challenges in vehicular networks and all these challenges dramatically reduce the reliability of broadcast vehicular communication. Therefore, in this thesis, we also analyze the reliability of broadcast vehicular communication by proposing a novel power calibration model implemented into RSUs. More specifically, the proposed model is used to estimate the reliable and effective transmission power of hidden vehicles with Kriging spatial interpolation method. Kriging enables to find an optimal spatial prediction which estimates the unknown values from the observed data. Kriging interpolation method is used to predict the right amount of transmission power of hidden vehicles in vehicular networks so that we can calculate the hidden terminal radius depending on traffic density to prevent hidden terminal problem.
Benzer Tezler
- Mobil nesnelerin interneti için yeni nesil hücresel ağ tabanlı ağ dilimleme
Next generation cellular network based network slicing for the mobile internet of things
WAFA HAMDI
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN BULUT
PROF. DR. ORHAN DAĞDEVİREN
- Deep learning meets reconfigurable ıntelligentsurfaces: Novel system designs and solutionstoward 6G and beyond
Derin öğrenme, yeniden yapilandirilabilir akilli yüzeylerle buluşuyor: 6G ve ötesine doğru yeni sistem tasarimlari ve çözümleri
YARKIN GEVEZ
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- A generalized localization framework for terrestrial and aerial systems
Kara ve hava sistemleri için genel bir konumlandırma çerçevesi
SALİHA BÜYÜKÇORAK EDİBALİ
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNEŞ KARABULUT KURT
- Transmission techniques for cell-free massive multiple-input multiple-output communication systems
Hücresiz masif çok girişli çok çıkışlı haberleşme sistemleri için iletim teknikleri
İREM CUMALI
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERNA ÖZBEK
- Derin öğrenme modellerinin transfer öğrenme ile farklı veri setleri üzerindeki performanslarının karşılaştırılması
Comparative performance analysis of deep learning models on different datasets using transfer learning
GÜLAHMET YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU ÇARKLI YAVUZ