Geri Dön

Distance estimation in tabletop molecular communication

Masaüstü moleküler haberleşme sisteminde mesafe tahmini

PDF İndir

  1. Tez No: 575050
  2. Yazar: EMREHAN UZUN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BARIŞ ATAKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 51

Özet

Mevcut elektriksel ve elektromanyetiksel sinyallere dayanan iletişim teknolojileri çeşitli uygulamalar için uygulanabilir olmasına rağmen, bu teknolojiler bazı uygulamalarda yetersizdir. Özellikle nanoteknoloji ve biyoteknolojideki gelişmeler alternatif bir haberleşme paradigmasına ihtiyaç duymaktadır. Moleküler haberleşme (MH) paradigması hem nano hem de makro ölçekte bu boşluğu doldurmak için gereken umut verici bir çözümdür. Moleküllerin bilgi taşıyıcı olarak kullanıldığı en eski haberleşme paradigmalarından biridir. Bu paradigmanın mekanizması tekhücrelilerden insanoğluna kadar tüm canlı organizmalara varlıklarını sürdürebilmek için temel oluşturmaktadır. Örneğin, MH'ın en iyi anlaşılabilir durumu beynimizdeki sinir hücreleri arasında binlerce kez meydana gelmektedir. Bu tür biyolojik aktiviteler nanomakineler arasındaki haberleşme için temel oluşturur. MH'nin gerçeklenmesi nanomakineler arasında moleküllerin gönderilmesi ve alınmasıyla gerçekleşir. Verici ve alıcı arasındaki mesafe bilgisi, MH sisteminin tasarımında zamansal senkronizasyon, iletim hızı vb. açıdan verimli bir performans sağlamak için kritik bir parametrelerden biridir. Fakat, MH üzerinde var olan çalışmaların çoğu, mesafenin önceden bilindiği varsayımına dayanmaktadır. Ek olarak, önerilen teorik metotlar ideal simülasyon ortamında doğrulanmaktadır. Ayrıca makro ölçekli pratik uygulamalar hakkında sınırlı sayıda çalışma var. Bu tezde, uçtan uca bir masa üstü MH sınama ortamı oluşturularak kimyasal sinyaller göndericiden alıcıya iletilir. Bu sınama ortamı alıcının tespit ettiği moleküler bilgileri kullanarak mesafeyi tahmin etmemizi sağlar. Tahmin algoritmalarının gelişim sürecinde moleküler rastgele hareket ilkeleri kullanıldı. Alıcı ve verici arasındaki mesafeyi tahmin etmek için tepe zamanı, korelasyon esaslı ve izafi entropi esaslı olarak adlandırılan üç farklı yaklaşım sunuyoruz. Önerilen tahmin yöntemlerinin performansı masa üstü MH sınama ortamında değerlendirilir. Önerdiğimiz yöntemlerin deneysel sonuçları tahmin hatası ve yöntemler açısından yeni potansiyel makro ölçekli MC uygulamaları geliştirmek için kullanılabilir olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Although existing communication technologies based on electrical and electromagnetic signals are applicable for a variety of applications, these technologies are insufficient in some applications. Especially, developments in nanotechnology and biotechnology require an alternative communication paradigm. Molecular communication (MC) paradigm is a promising solution needed to fill the gap in both nano- and macro- scale. It is one of the oldest communication paradigm in which molecules are used as information carrier. Its mechanism provides a basis for all living organisms from unicellular bacteria to humankind to continue their existence. For instance, the information transfer among nerve cells is accomplished via MC. These kind of biological activities inspire a base for communication between nanomachines. The realization of MC occurs by sending and receiving molecules between nanomachines. The information about distance between transmitter (Tx) and receiver (Rx) is one of the critical points to enable an efficient performance in terms of clock synchronization, transmission rate, etc. in the design of MC system. However, most of the existing works on MC are based on the assumption distance is pre-known. In addition, the proposed theoretical methods are validated using an ideal simulation environment. Furthermore, there is a limited number of studies about macroscale practical applications. In this thesis, an end-to-end tabletop MC testbed is established to transmit chemical signals from a Tx to Rx. This testbed allows us to provide an estimate about the distance using molecular information received by the Rx. In the development of the estimation algorithms, the principles of molecular random walk are used. We propose three novel approaches that are called as peak time, correlation based and relative entropy based approaches to estimate the distance between Tx and Rx for a practical MC system. The performance of the proposed estimation methods is evaluated in the tabletop MC testbed. The experimental results shows that our proposed methods present a satisfactory performance in terms of estimation error and the methods can be used to develop new potential macro-scale MC applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    338836

    RSSI based position estimation in ZigBee sensor networks

    ZigBee algılayıcı ağlarında AİŞG tabanlı konum algılama

    FATİH İLERİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET AKAR

  2. Tez No

    255627

    Angle perception on autostereoscopic displays

    Autostereoskopik ekranlarda açı algısı

    ERSİN KARAMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASEMİN YARDIMCI ÇETİN

  3. Tez No

    520301

    Visible light positioning systems: Fundamental limits, algorithms and resource allocation approaches

    Görünür ışık konumlandırma sistemleri: Temel sınırlar, algoritmalar ve kaynak tahsisi yaklaşımları

    MUSA FURKAN KESKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN GEZİCİ

  4. Tez No

    82854

    New neurocomputational approaches for estimating road travel distances and for solving the euclidean traveling solerman problem

    Karayolu uzaklıklarını kestirmek ve öklidyen gezgin satıcı problemini çözmek için yeni yapay sinir ağı tabanlı yaklaşımlar

    MUSTAFA NECATİ ARAS

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İ. KUBAN ALTINEL

  5. Tez No

    467440

    Örten çift yıldız sistemlerinde bazı gözlemsel bağıntılar: Uzaklık tahmininde mutlak parametreler

    Some empirical relations for the eclipsing binary systems: Absolute parameters in distance estimation

    DERYA ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Astronomi ve Uzay BilimleriAnkara Üniversitesi

    Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SACİT ÖZDEMİR

Geri Dön