Geri Dön

Novel error-control coding techniques for molecular communication

Moleküler iletişim için hata düzelten kodlama teknikleri

  1. Tez No: 603733
  2. Yazar: AHMET OĞUZ KIŞLAL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ EMRE PUSANE
  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: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 71

Özet

Difüzyonla moleküler iletişimde, bilgi taşıyan moleküller Brownian hareketine uygun olarak ortamda difüzyon ile hareket eder. Moleküllerin alıcıya ulaşması, hareketlerinin rastgeleliğinden dolayı, zamana yayılmaktadır. Bu durum bir önceki simgeye ait moleküllerin, gönderilmek istenen moleküller ile karışmasına sebep olmaktadır. Simgeler arası girişim (SAG) olarak da bilinen bu fenomen literatürde yoğun bir ilgi ile çalışılmış ve farklı bakış açılarına sahip bir çok çözüm üretilmiştir. Bu çözümlerin birçoğu olağan kablosuz iletişimde kullanılan tekniklerden esinlenilmiştir. Bilinen kanal kodlama teknikleri, kanal hafızasının çok yüksek olmasından dolayı, istenen başarımı sağlayamamaktadır. Bu tezde ilk olarak, kanalın SAG etkisini göz önünde bulundurularak, kanal kod tasarımı yapmak için yeni yöntemler önerilmiştir. Başarım sonuçları göstermiştir ki önerilen yöntemler hata başarımında önemli iyileştirmeler sağlamaktadır. İkinci olarak moleküler iletişim için yeni bir kanal kodlama ailesi önerilmiştir. Bu yeni kanal kodlama ailesi bir nano-makinenin yapabilecekleri göz önünde bulunarak geliştirilmiş olup, moleküler iletişim kanalının doğasını göz önünde bulundurarak başarım artışı sağlanması hedeflenmiştir. Çalışmanın genel kavramını doğrulamak amacıyla, makro skaladaki bir deney seti üzerinde bu kodlama ailesi gerçeklenmiştir. Sonuçlardan gözlemlendiği üzere iletişim ağının kalitesi ve güvenilirliği önemli ölçüde artmıştır.

Özet (Çeviri)

In molecular communication via diffusion, information molecules diffusing in the environment are subject to Brownian motion. Due to probabilistic propagation, the arrival of molecules at the receiver is spread in time, leading to the reception of some molecules belonging to the previous symbol(s) during the upcoming symbol duration. Known as inter-symbol interference (ISI), this problem has been extensively studied in the literature by applying a large spectrum of techniques, mostly inspired by approaches in the wireless communication domain including channel coding techniques. Unfortunately, many known channel codes do not perform well in the molecular communications domain, since the diffusion channel features a significant memory component. In this thesis, novel methods for channel coding by incorporating the effect of ISI in the design of the channel codes for the molecular diffusion channel are proposed first. The results show that the proposed methods provide significant improvements in performance in terms of codeword error rate. Second, a novel channel coding method is proposed for molecular communication. The design of the proposed channel code takes into account the capability of a nano-device and the characteristics of the molecular communication channel. Simulation results show that the proposed method provides a significant improvement in terms of bit error rate. Moreover, a proof-of-concept implementation of the proposed coding scheme has been done on a macro-scale testbed. The reliability of the communication link is shown to be significantly increased.

Benzer Tezler

  1. Tools and techniques for assessing functional relevance of genomic loci

    Genomik lokasyonların fonksiyonel ilgililiklerinin değerlendirilmesi için araçlar ve teknikler

    BURÇAK OTLU SARITAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TOLGA CAN

    PROF. DR. SÜNDÜZ KELEŞ

  2. Advanced techniques for the design of MIMO free space optical communication systems

    ÇGÇÇ serbest uzay optik iletişim sistemleri tasarımı için ileri teknikler

    TUĞBA ÖZBİLGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUTLU KOCA

  3. Performance of two-level forward error correction for lost cell recovery in ATM networks

    ATM Ağlarında yitik göze kurtarımı için iki seviyeli hata düzeltiminin başarımı

    NİHAT CEM OĞUZ

  4. Robust image transmission in wireless multimedia sensor networks

    Telsiz çoklu ortam duyarga ağlarında dayanıklı imge iletimi

    PINAR SARISARAY BÖLÜK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. EMRE HARMANCI

    PROF. DR. ŞEBNEM BAYDERE

  5. Novel methodology for construction and decoding of color data codes

    Renk veri kodlarının oluşturulması ve çözümlenmesi için yeni metodoloji

    REFİK TANJU SİRMEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BURAK BERK ÜSTÜNDAĞ