Molecular communication in diffusion based channel
Difüzyon bazlı kanalda moleküler haberleşme
- Tez No: 529971
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ EMRE PUSANE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu çalışma difüzyon bazlı moleküler haberleşme ile ilgilidir. Moleküler haberleşmede bilgi, klasik haberleşme sistemlerinden farklı olarak, moleküller ile kodlanır ve bu moleküller nanomakineler aracılığı ile difüzyonlu ortama gönderilir. Moleküller ortamda dağılırken yaptıkları hareketler Brown hareketi ile modellenir. Yavaş ve rastgele olan bu hareket nedeniyle geleneksel haberleşme sistemlerine oranla çok daha fazla girişim meydana gelmektedir. Bu tezde, simgelerarası girişimi önlemek amacıyla çeşitli modülasyon, eşitleme ve kodlama teknikleri önerilmiştir. Önerilen yöntemlerdeki ana motivasyon nanomakineler için uygun olabilecek, düşük hesaplama işlemleri gerektiren ve olabildiğince az molekül gönderilmesini gerektiren çözümler sunmaktır. Sunulan bütün yöntemler girişimi azaltmakla birlikte literatürde önerilmiş olan diğer yöntem- lerden daha başarılı performanslar vermektedir. İlk olarak girişimi engellemek için darbe konum modülasyonunun moleküler haberleşmeye uyarlanması ele alınmış ve bu uyarlama yapılırken diğer önerilmiş modülasyon tekniklerinden daha az kanal bilgisi kullanarak daha yüksek performans sergilediği gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, moleküler haberleşme için düşük yoğunluklu kod tasarımı yapılmış ve litaratürdeki diğer yöntemlerden daha başarılı olduğu benzetimlerle gösterilmiştir. Eşitleme yöntemi olarak, alınan sinyalin en uygun gecikme süresi, sinyalin gücünü arttıracak, girişiminkini ise azaltacak şekilde belirlenmiştir. Benzer mantıkla alıcıdaki en uygun alma açıklığı, alıcıda alınan moleküllerin ortak açı-zaman olasılık yoğunluk fonksiyonu türetilerek bulunmuştur. Son olarak, ağ kodlaması yöntemi bir atlamalı ve çok atlamalı nanoağlara uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis deals with diffusion based molecular communication. Unlike conventional communication systems, the information is encoded with molecules and these molecules are emitted by nanodevices in a diffusive environment. Since the molecules diffuse through the environment, their movement is governed by Brownian Motion, resulting in very slow and random movement that leads to excessive interference compared to conventional communication channels. In this thesis, various modulation, equalization and coding schemes are proposed to combat with this interference issue. The main motivation for the determination of these schemes is proposing computationally simple and/or sparse communication methods suitable for nanodevices. All proposed methods diminish the interference at the received signal and improve the performance of the molecular communication channels compared to the other existing methods in the literature. In particular, pulse position modulation is adopted for molecular communication channel to diminish interference without any additional complexity and less channel information compared to other proposed modulations. A specific sparse channel code for molecular communication is also proposed by presenting its improved performance. For equalization, the received signal is equalized by analytically determining the optimum reception delay analytically that minimizes interference and maximizes the signal power. With the same goal, optimum aperture region of the receiver is determined by deriving the joint angle-time distribution of the absorbed molecules at the receiver. Finally, network coding methods are proposed for two-way one-hop and multi-hop nanonetworks.
Benzer Tezler
- Moleküler haberleşme sistemlerinde alıcı kestirim yöntemleri
Receiver detection methods on molecular communications systems
ERGİN ASLAN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERTUĞRUL ÇELEBİ
- Information and communication theoretical modeling, design, and analysis of heterogeneous nanoscale communication channels
Heterojen nano-ölçekli haberleşme kanallarının bilgi ve iletişim kuramsal modellemesi, tasarımı ve analizi
DENİZ KILINÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Molecular communications in vessel-like diffusive channels
Difüzyon bazlı damarsı ortamlarda moleküler haberleşme
MERİÇ TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNA TUĞCU
- Index modulation-based techniques for diffusive molecular communication systems
Moleküler haberleşme sistemleri için indis modülasyonu tabanlı teknikler
AHMET ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Practical channel coding methods for channels with input-dependent noise
Girdi bağımlı gürültüye sahip kanallar için pratik kanal kodlama yöntemleri
MEHMET GÖRKEM ÜLKAR
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ EMRE PUSANE