İHA destekli uçta hesaplama uygulamalarında İHA konumunun sezgisel yaklaşımlarla belirlenmesi
Determining the UAV position with heuristic approaches in UAV-aided edge computing applications
- Tez No: 958052
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT KALAYCIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Taşınabilir cihaz sayısındaki artış, nesnelerin interneti (IoT), 5G ve ötesi teknolojiler ve akıllı şehirler gibi uygulamaların yaygınlaşması, mobil kullanıcılara daha yakın hesaplama kaynaklarına olan ihtiyacı arttırmıştır. Bu doğrultuda geliştirilen Çoklu-Erişim Uçta Hesaplama (ing. Multi-access Edge Computing, MEC) mimarisi, düşük gecikmeli ve konum farkındalıklı hizmet açısından önemli fırsatlar sunmaktadır. Karasal MEC sunucularının yetersiz kaldığı durumlarda, özellikle kısa süreli yoğunluk yaşanan bölgelerde, İnsansız Hava Aracı (İHA) destekli MEC yapıları alternatif çözüm olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, bataryalı döner kanatlı İHA'ların MEC sunucu olarak devreye alındığı kısa süreli yüksek kullanıcı yoğunluklu heterojen ağ senaryoları ele alınmıştır. Kullanıcı enerji tüketimini ve İHA'ların havada asılı kalma enerjisini en aza indirirken, belirli bir gecikme eşiği altında hizmet alan kullanıcı sayısını en büyük yapan çok amaçlı bir hedef fonksiyon tanımlanmış- tır. Eniyileme çalışması, yük devri ve İHA yerleşiminin birbirinden ayrıldığı iki katmanlı algoritma yapısıyla gerçekleştirilmiştir. İç katmanda, farklı sunucu tiplerini dikkate alan açgözlü tabanlı yük devri algoritması kullanılmıştır. Dış katmanda ise İHA yerleşimleri; önerilen Gri Kurt Optimizasyonu (GKO) ve Yapay Arı Kolonisi (YAK) ile referans alı- nan K-ortalama kümeleme ve Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritmaları kullanı- larak eniyilenmiştir. Karşılaştırma için rastgele yerleşim de değerlendirilmiştir. Çalışma, İHA'ların asılı kalmada harcadıkları enerjinin toplam sistem maliyetinde baskın bir etkisinin olduğunu göstermiştir. Çözüm olarak, düşük ve çok düşük irtifalarda görev yapabilen Bağlı İHA önerilmiş ve sistem maliyetine olan etkisi incelenmiştir. Bağlı İHA'ların İHAMEC uygulamaları için enerji verimli bir alternatif olabileceği görülmüştür. Diğer önemli sonuç ise önerilen GKO+Açgözlü (GKO+A) ve YAK+Açgözlü (YAK+A) yaklaşımlarının, referans yöntemlere kıyasla daha iyi performans sergilediğidir.
Özet (Çeviri)
The growing prevalence of portable devices, along with the expansion of technologies such as the Internet of Things, 5G and beyond, and smart cities, has heightened the demand for computing resources that are situated closer to mobile users. In response, Multi-access Edge Computing (MEC) provides promising capabilities for low-latency, location-aware services. In cases where terrestrial MEC servers are insufcient, especially in areas where user demands peak for short time, Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-enabled MEC architectures emerge as alternatives. This study focused on short-term, high user density heterogeneous network scenarios where battery-powered rotary-wing UAVs are MEC servers. A multiobjective optimization function is defned to minimize user energy consumption and UAV hovering energy while maximizing the number of users served within a latency threshold. Optimization is carried out using a two-layered structure that separates ofoading and UAV placement. In the inner layer, greedy-based ofoading algorithm considering different server types is used. In the outer layer, UAV positions are optimized using Grey Wolf Optimizer (GWO) and Artifcial Bee Colony (ABC) as proposed methods, while K-means clustering and Particle Swarm Optimization (PSO) are used as benchmarks. Random deployment is also included for comparison. Results indicated that hovering energy has a dominant effect on total system cost. As an alternative, tethered balloon UAVs operating at low and ultra-low altitudes are proposed and evaluated. Findings showed that tethered balloons can be energy-efcient solution for UAV-MEC networks. Other important result is that the proposed GWO+Greedy and ABC+Greedy approaches outperformed the reference methods.
Benzer Tezler
- Aerodynamic performance enhancement of a 27-inch APC propeller through geometric modifications
Geometrik değişiklikler yoluyla 27 inçlik bir APC pervanenin aerodinamik performansının artırılması
MEHMET EMİN ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Real-time anomaly detection in UAV systems using TinyML on ARM Cortex-M microcontrollers
ARM Cortex-M mikrodenetleyicilerde gömülü makine öğrenmesi kullanarak İHA sistemlerinde gerçek zamanlı anomali tespiti
MEHMET ALPEREN BAKICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ECE OLCAY GÜNEŞ
- Unified outage performance analysis of antenna selection techniques in UAV-assisted networks
İHA destekli ağlarda anten seçim tekniklerinin birleşik kesinti performans analizi
IBRAHIM KHALEEL AL QARAHGHLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gelişim ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİT YAHYA
- İHA destekli IoT ağlarında derin pekiştirmeli öğrenme yoluyla akıllı yansıtıcı yüzey destekli verim maksimizasyonu
Reconfigurable intelligent surface (RIS) assisted throughput maximization via deep reinforcement learning in UAV-powered IoT networks
İDRİS ERTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBitlis Eren ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL YETGİN
- User association and routing in UAV-supported hetnets
İHA destekli heterojen ağlarda kullanıcı ilişkilendirmesi ve yönlendirme
BERKE TEZERGİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN ONUR