Geri Dön

Datalink layer protocol design for aerial adhoc networks

Tasarsız İHA ağları için veri bağlantı katmanı protokolu tasarımı

  1. Tez No: 676818
  2. Yazar: TALİP TOLGA SARI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN SEÇİNTİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik 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: 56

Özet

Wi-Fi özellikli İnsansız Hava Araçları (İHA'lar), Mobil Tasarsız Ağlar (MANET'ler) için çok yönlü ve uygun maliyetli çözümler sağlar. Bu cihazlar, basit ve düşük maliyetli kurulumları ve yüksek manevra kabiliyetleri sayesinde herhangi bir ortama kolayca erişebilir ve çalışabilir. Ne yazık ki, IEEE 802.11 (diğer adıyla Wi-Fi) yığını, sınırlı hareketlilik / topoloji değişikliği olan ağlar için geliştirilmiştir. Mevcut Wi-Fi standartları, yüksek bant genişliği gereken uygulamalar için güvenilir çoklu atlama bağlantıları sağlama açısından eksiktir. Sonuç olarak, güvenilir ve yüksek bant genişliğine sahip çoklu atlamalı iletişim bağlantılarına ihtiyaç duyan hava ağları, hizmet kalitesi(QoS) gereksinimlerini karşılayamaz. Bu tezde, Havasal Tasarsız ağlar için Chain RTS / CTS kullanarak bu sorunu çözmeyi hedefliyorum. Zincir RTS / CTS Şeması, RTS ve CTS paketlerini kullanarak kanal rezervasyonlarını mümkün kılar. Zincir RTS / CTS, temel yapı taşı olarak IEEE 802.11 Bağımsız Temel Hizmet Kümesini (IBSS) kullanır ve çoklu atlamalı uçtan uca (e2e) bağlantısı boyunca düğüm çiftleri için kanalları ayırarak ağın genel çarpışma önleme (CA) performansını iyileştirir. 5GHz bandına geçerken, Chain RTS / CTS, 40MHz ve 80MHz kanalları gibi farklı bant genişliklerinde bile aynı şekilde kullanılabilir. Bununla birlikte, tüm düğümler için 80 MHz kanalların kullanılması, toplam yapılabilecek kanal rezervayson sayısını etkili bir şekilde azaltır. Ayrıca, orta düğümler, kendilerinden önceki düğümler 80MHz kanalları rezerve edemese bile 80MHz ayırmakta ısrar ederse, bu rezervasyon etkin bir şekilde boşa gidecektir. Ek olarak, bu, genel ağın adaletini azaltacaktır. 5GHz bandında Zincir RTS / CTS'yi iyileştirmek için, kaynaktan hedef düğüme giden yol boyunca minimum bant genişliğini ayırarak birden çok düğüm arasındaki adaleti artıran Akıllı Bant Genişliği Dağıtımı'nı tanıtıyorum. Bu tez, önerilen şemanın performansını değerlendirmek için OMNET ++ ağ simülatörünü kullanır, ayrıca hava yayılımını doğru bir şekilde modellemek için yer yansımalarını da hesaba katar. Simülasyonlarımız, tek bir e2e bağlantısı için basit kanal atlamalı geliştirme şemasına kıyasla% 68 artırılmış bağlantı kurulum süresiyle çoklu atlama(her atlamada kanalları değiştirir) bağlantılarında% 37 verim artışı gösteriyor. Birden çok eşzamanlı e2e bağlantısı olduğunda çözümüm, Kanal atlamaya kıyasla verimi % 27 artırıyor ve bunu % 11 daha düşük Jain'in Adalet endeksi ile gerçekleştiriyor.

Özet (Çeviri)

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) with Wi-Fi capabilities provide versatile and cost effective solutions for Mobile Ad-hoc Networks (MANETs). These devices can easily access and operate at any environment due to their simple and low-cost deployment and high maneuverability. Unfortunately, IEEE 802.11(a.k.a. Wi-Fi) stack is developed for networks with limited mobility/topology change in mind. Current Wi-Fi standards lack in terms of providing reliable multi-hop links for high bandwidth applications. As a result, aerial networks which need reliable & high bandwidth multi-hop communication links fail to satisfy QoS requirements. In this thesis, we aim to solve this problem by using Chain RTS/CTS for aerial Ad-Hoc networks. Chain RTS/CTS Scheme enables channel reservations using RTS and CTS frames. When moving on to 5GHz band, Chain RTS/CTS can be used in the same manner even in different bandwidths such as 40MHz and 80MHz channels. However, using 80MHz channels for all nodes effectively reduce reservable channel space. Furthermore, if middle nodes insist reserving 80MHz even if the nodes before them couldn't reserve 80MHz channels then, this reservation will effectively be wasted. In addition, this will decrease the fairness of the overall network. To improve Chain RTS/CTS in 5GHz band we introduce Smart Bandwidth Allocation which increases fairness among multiple nodes by reserving the minimum bandwidth along the path from source to destination node. This work uses IEEE 802.11 Independent Basic Service Set (IBSS) as a fundamental building block and improves overall collision avoidance (CA) performance of the network by reserving channels for node pairs along the multi-hop e2e connection. This thesis uses OMNET++ network simulator to evaluate the performance of the proposed scheme also takes ground reflections into account to accurately model aerial propagation. Our simulations show 37% throughput improvement in multi-hop links with 68% increased link setup time when compared to simple channel hopping enhancement scheme for single e2e connection.When there are multiple concurrent e2e connections our solution improves the throughput by 27% compared to Classical Channel Hopping(which alternates channels at each hop) with only 11% lower Jain's Fairness index.

Benzer Tezler

  1. Mac sublayer protocol design and optimization for aerial swarms

    Sürü dronları için mac alt katmanında protokol tasarımı ve optimizasyonu

    ESİN ECE AYDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN SEÇİNTİ

  2. Kablosuz algılayıcı ağlarda güvenli bir veri bağı katmanı protokolü tasarımı ve gerçekleştirilmesi

    Design and implementation of a secure data link layer protocol for wireless sensor networks

    MURAT DENER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi Üniversitesi

    Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER FARUK BAY

  3. FPGA tabanlı modbus ağ geçidi tasarımı

    FPGA based modbus gateway design

    ŞİRİN AKKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ

  4. Etkin modem haberleşmesi sağlayan nesneye dayalı bir yazılım tasarımı

    Design of an object oriented software for efficient modem communications

    FEZA BUZLUCA

  5. Kişisel bilgisayarlarda X.25 protokolü donanım ve yazılımının tasarım ve gerçekleştirimi

    Başlık çevirisi yok

    HAKAN ÖZYENEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1989

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ SAATÇİ