Kenar bilişim sistemlerinin iletişim kaynaklı güç tüketimlerinin uzun mesafe IoT iletişim teknolojileri açısından karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of communication resourced power consumptions of edge computing systems in terms of long range IoT communication technologies
- Tez No: 959682
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL USANMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Bu çalışma, kenar bilişim sistemlerinde kullanılan uzun menzilli IoT iletişim teknolojileri olan LoRa ve NB-IoT'nin farklı mesafe senaryolarındaki iletişim kaynaklı enerji tüketimlerini karşılaştırmalı olarak analiz etmeyi amaçlamaktadır. Deneysel yöntem kullanılarak gerçekleştirilen araştırmada, her iki teknoloji 100 metre, 1000 metre ve 2000 metre mesafelerde veri iletimi sırasında hem alıcı (RX) hem de verici (TX) modlarında test edilmiş; enerji tüketimi, akım ve gerilim ölçümleriyle Joule cinsinden hesaplanmıştır. Her koşulda yapılan üçer tekrar ölçümleriyle verilerin güvenilirliği sağlanmış ve elde edilen değerler üzerinde iki faktörlü varyans analizi (ANOVA) uygulanmıştır. Anlamlı fark tespit edilen durumlar için ise Tukey Çoklu Karşılaştırma Testi kullanılarak hangi düzeyler arasında fark olduğu belirlenmiştir. Bulgular, hem kullanılan iletişim teknolojisinin hem de iletim mesafesinin enerji tüketimi üzerinde anlamlı etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Özellikle TX modunda NB-IoT, LoRa'ya kıyasla daha düşük enerji tüketmiş; bu modda teknoloji değişkeni varyansın %63,35'ini açıklamıştır. Mesafe arttıkça her iki teknolojide de enerji tüketimi artmış; ancak bu artış LoRa'da daha belirgin olmuştur. Ayrıca teknoloji ile mesafe arasındaki etkileşim de TX modunda anlamlı bulunmuştur. Buna karşılık RX modunda NB-IoT her mesafede daha fazla enerji tüketmiş, ancak mesafenin ve etkileşimin anlamlı bir etkisi gözlemlenmemiştir. Her iki mod için oluşturulan istatistiksel modellerin yüksek açıklayıcılığa sahip olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, çalışmada elde edilen veriler doğrultusunda, IoT sistemlerinde kullanılacak iletişim teknolojisinin seçiminde iletim mesafesi, kullanım modu ve uygulama türü gibi faktörlerin dikkate alınması gerektiği vurgulanmaktadır. Kısa mesafeli ve düşük güçlü uygulamalarda LoRa'nın daha uygun olduğu, uzun süreli ve kararlı bağlantı gereksinimi olan durumlarda ise NB-IoT'nin tercih edilebileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
This study aims to comparatively analyse the communication-related energy consumption of LoRa and NB-IoT, which are long-range IoT communication technologies used in edge computing systems, in different distance scenarios. In the experimental study, both technologies were tested in both receiver (RX) and transmitter (TX) modes during data transmission at distances of 100 metres, 1000 metres and 2000 metres; energy consumption was calculated in Joules based on current and voltage measurements. The reliability of the data was ensured by performing three repetitions of measurements under each condition, and a two-factor analysis of variance (ANOVA) was applied to the obtained values. For cases where significant differences were detected, the Tukey Multiple Comparison Test was used to determine the levels between which the differences existed. The findings showed that both the communication technology used and the transmission distance had significant effects on energy consumption. In particular, NB-IoT consumed less energy than LoRa in TX mode; in this mode, the technology variable explained 63.35% of the variance. As the distance increased, energy consumption increased in both technologies; however, this increase was more pronounced in LoRa. Additionally, the interaction between technology and distance was found to be significant in TX mode. In contrast, in RX mode, NB-IoT consumed more energy at all distances, but no significant effect of distance or interaction was observed. The statistical models created for both modes were found to have high explanatory power. In conclusion, based on the data obtained in the study, it is emphasised that factors such as transmission distance, usage mode, and application type should be considered when selecting communication technology for IoT systems. It was concluded that LoRa is more suitable for short-range and low-power applications, while NB-IoT may be preferred for situations requiring long-term and stable connections.
Benzer Tezler
- Erbiyum katkılı fiber kullanılarak pasif kenar filtre tasarımı
Passive edge filter design using erbium doped fiber
ONUR KOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiBilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YÜCEL
- Antenna and measurement system for microwave imaging of breast tumors
Meme tümörünün mikrodalga ile görüntülenebilmesi için anten ve ölçüm sistemi
MEHMET ABBAK
Doktora
İngilizce
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Performative analysis and design of a responsive gyroid shading system for façades
Cepheler için duyarlı gyroid gölgeleme sisteminin performatif analizi ve tasarımı
DENİZ TUTUCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ETHEM GÜRER
- Kenar bilişim sistemlerinde iletişim sıklığının anomali algoritmaları ile seyreltilerek güç tüketiminin azaltılması
Reducing power consumption by minimizing communication frequency in edge computing systems using anomaly detection algorithms
FADİME KARADAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtatürk ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL USANMAZ
- Energy demand forecasting in fog computing based microgrids using ensemble learning
Sis bilişimi tabanlı mikro şebekelerde topluluk öğrenme ile enerji talep tahmini
TUĞÇE KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN İNCE