Geri Dön

Reception modeling and achievable rate analysis of sphere-to-sphere molecular communication via diffusion

Küreden küreye difüzyon yoluyla moleküler iletişimin alımlama modellemesi ve erişilebilir hız analizi

  1. Tez No: 522142
  2. Yazar: GAYE GENÇ KARA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TUNA TUĞCU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 141

Özet

Nanoağlar alanında yaygın olarak kabul görmüş olan Difüzyon yoluyla Moleküler Haberleşme (DyMH), avantajlarının yanı sıra zorlukları da beraberinde getirmektedir. DyMH'nin yeteneklerini ve kısıtlarını değerlendirebilmek için, alımlama sürecinin ve erişilebilir hızının ayrıntılı olarak kavranması son derece önemlidir. Yansıtıcı küresel bir verici ve tamamen emici küresel bir alıcı ile ağ kurulumu daha gerçekçi olur, fakat analitik türetimler de artarak zorlaşır. Bu tezde, Mesajcı Moleküllerin (MM) ilk geçiş zamanı dağılımını istatistiksel olarak modellemek için iki yeni ağır kuyruklu dağılım öneriyoruz, model doğrulaması için Kolmogorov-Smirnov uyuşum testi yapıyoruz ve modelleme başarımını çok çeşitli sistem parametreleri altında inceliyoruz. Ayrıca, MM emilim olasılığı, sinyal-girişim oranı ve yansıtıcı verici kullanmanın avantajlarına değiniyoruz. Sinyalin ağır kuyruğunun Semboller Arası Girişim (SAG) yaratmasından dolayı, DyMH bellekli bir kanaldır ve Shannon'ın belleksiz kanallar için kapasite formülü uygulanamaz. Bu nedenle, DyMH'nin girişime duyarlı demodülasyon olasılıkları ve ikili hatası olasılıklarının isabetli bir modelini öneriyoruz, uyuşum testleri gerçekleştiriyoruz ve yazındaki tek sembol sürelik bellek varsayımının fazla iyimser olduğunu ispatlıyoruz. Bunlara ek olarak, ergodik sonlu durumlu SAG kanalları için erişilebilir hızın genel formülasyonunu DyMH'ye uyarlıyoruz ve sistem parametreleri, demodülasyon eşiği ve girdi dağılımının erişilebilir hız üzerindeki etkilerini inceliyoruz. Ayrıca, erişilebilir hızın yapay sinir ağı ile kestirimi üzerine ilk gözlemlerimizi sunuyoruz. Son olarak, biyolojideki hücre uzantısı kavramını DyMH'ye uygulayarak girişimin fiziksel olarak azaltılmasını ve uzantı konuşlanma değişkenlerinin erişilebilir hıza olan etkisini inceliyoruz.

Özet (Çeviri)

As a widely acknowledged information transfer method in the nanonetworking domain, Molecular Communication via Diffusion (MCvD) presents many advantages as well as challenges. In order to assess the capabilities and restrictions of MCvD, a thorough understanding of the reception process and the achievable rate holds utmost importance. With a reflective spherical transmitter and a fully absorbing spherical receiver, the network setup becomes more realistic, but analytical derivations become increasingly difficult. In this thesis, we propose two novel heavy-tail distributions to statistically model the distribution of the first passage time of messenger molecules (MM), conduct Kolmogorov-Smirnov goodness of fit tests for model validation, and examine the modeling performance under diverse deployment parameters. We also investigate MM absorption probability, Signal-to-Interference Ratio, and the advantages of using a reflective transmitter. Since the heavy-tailed signal causes Inter-Symbol Interference (ISI), the MCvD channel has memory, and Shannon's capacity formula for memoryless channels is inapplicable. To this end, we propose an accurate ISI-aware model of demodulation and bit error probabilities for Binary Concentration Shift Keying modulated MCvD, carry out goodness of fit tests, and prove that the literature's assumption of a single symbol duration memory is overly optimistic. Furthermore, we adapt the general formulation of the achievable rate for ergodic finite state ISI channels to MCvD and investigate the effect of deployment parameters, demodulation threshold, and input distribution on the achievable rate. We also present preliminary findings on estimating the achievable rate with a neural network. Finally, we apply the biological concept of protrusions to MCvD, in order to physically reduce ISI and study the effect of protrusion deployment parameters on the achievable rate.

Benzer Tezler

  1. Lageos I ve lageos II için doğruluk analizi

    Başlık çevirisi yok

    GAYE KIZILSU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Ölçme Tekniği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET ŞAHİN

  2. Reconfigurable intelligent surface-assisted wireless networks and channel modeling

    Başlık çevirisi yok

    FATİH KILINÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR

  3. Channel modeling for vehicular visible light communication

    Araç görünür ışık iletişimi için kanal modelleme

    HOSSIEN BADR HOSSIEN ELDEEB

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. MURAT UYSAL

  4. Yeniden tam güçlendirme yöntemi ile doğal gaz kombine çevrim santraline dönüştürülen bir termik santralin modellenmesi ve performans değerlendirmesi

    Modeling and performance evaluation of a thermal power plant converted to a natural gas combined cycle power plant by full repowering method

    ANIL KURBANOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYHAN ELMALI

  5. Bankacılıkta değişim yönetimi

    Change management in banking

    AYDIN ARGIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    BankacılıkMarmara Üniversitesi

    Bankacılık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAZIM EKREN