Yeni nesil kablosuz ve hibrit haberleşme sistemlerinin tasarımı ve performans analizi
Design and performance analysis of next-generation wireless and hybrid communication systems
- Tez No: 966085
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT YÜCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 219
Özet
Mobil kullanıcı sayısının artışı ve daha önemlisi kullanıcıların yüksek bant genişliği gerektiren nesnelerin interneti (IoT) ve kaliteli video akışı gibi gibi taleplerinin yaygınlaşması nedeniyle mevcut radyo frekansı (RF) teknolojilerinin sunmuş olduğu çözümler ve bant genişliği yetersiz kalmaktadır. Bu aşamada RF teknolojisini tamamlamak için optik kablosuz haberleşme (OWC) teknolojileri ve bu teknolojilerin hibrit sistem yaklaşımıyla ürettiği çözümler ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, yeni nesil mobil haberleşme sistemleri olan 5G ve 6G'nin gereksinimleri ile bu sistemlerin sorunsuz bir şekilde çalışması için gerekli kablosuz optik alt yapı bileşenleri hakkında araştırma yapılarak, bu alt yapı bileşenlerinin daha verimli bir iletim için oluşturduğu hibrit sistemler ve bu sistemlerin performans analizi çalışmaları yapılmış ve aynı zamanda optik kablosuz haberleşme sistemlerinde yapay zeka yöntemlerine ait farklı modellerin Matlab® ve Python™ programları ile optik sistemlerin modellenmesi, performans izlemesi, analizi ve optimizasyonu çalışmaları aşamasında kullanımı ile ilgili literatürde çok fazla çalışması bulunmayan konularda yeni modellemeler önerilmiştir. Kablosuz hibrit modeller olarak; RoFSO, RoFSO-VLC, FSO-VLC, RF/FSO-VLC gibi farklı hibrit kablosuz sistemlerin analiz çalışmaları yapılmıştır. Hibrit sistem yaklaşımında, optik sistemlerin farklı parametreleri için Optisystem yazılımı kullanılarak farklı tasarımlar geliştirilmiş ve optik performansları incelenmiştir. Bu tasarımların simülasyonundan elde edilen verilerden oluşan giriş parametreleri ile birlikte ML modellerinin eğitilmesi ve tutarlı tahminler elde edilmesi sağlanmıştır. Aynı zamanda, Matlab ve Optisystem programlarının birlikte kullanımı temelinde tasarlanan FSO-VLC hibrit sisteminin Matlab üzerinden çalıştırıldığı ve elde edilen çıktılarla birlikte Matlab ortamında ML yöntemlerinin eğitildiği yeni bir model oluşturulmuştur. Oluşturulan ML modeli optik sistemin takip edilmesini ve istenilen çıktı değerine göre girdi parametresinin optimize edilmesini sağlayabilmektedir. Ayrıca, Optisystem ile oluşturulan RF/FSO-VLC hibrit sisteminin parametrelerinin belirlenmesi, uçtan uca performansının takip edilmesi ve eğitilen ML modelleri yardımıyla sert anahtarlama yapılarak sistemler arası geçişin sağlanması da Matlab programı ile gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The solutions and bandwidth offered by existing radio frequency (RF) technologies are insufficient, due to the increase in the number of mobile users and, more significantly, the widespread demands of users such as the Internet of Things (IoT) and high quality video streaming, which require higher bandwidth. At this stage, optical wireless communication (OWC) technologies and the solutions produced by these technologies with a hybrid system approach come to the fore to complement RF technology. In this dissertation, research has been carried out on the requirements of 5G and 6G, which are the next-generation mobile communication systems, and the wireless optical infrastructure components required for the proper operation of these systems, hybrid systems formed by these infrastructure components for more efficient transmission and performance analysis studies of these systems have been carried out, and at the same time, new models have been proposed on topics that have not been widely studied in the literature on the use of different models of artificial intelligence methods in optical wireless communication systems during the modelling, performance monitoring, analysis and optimization of optical systems with Matlab® and Python™ programs. As wireless hybrid models; different hybrid wireless systems such as RoFSO, RoFSO-VLC, FSO-VLC, RF/FSO-VLC have been analysed. In the hybrid system approach, different designs were developed using Optisystem software for different parameters of optical systems and their optical performances were analyzed. With the input parameters consisting of the data obtained from the simulation of these designs, ML models are trained and consistent predictions are obtained. Furthermore, a novel model was developed in which the FSO-VLC hybrid system designed on the basis of the integrated use of Matlab and Optisystem programs was implemented via Matlab and ML methods were trained in Matlab environment with the outputs obtained. The ML model can monitor the optical system and optimize the input parameter according to the desired output value. In addition, determining the parameters of the RF/FSO-VLC hybrid system created with Optisystem, monitoring the end-to-end performance and providing the handover between the systems by hard switching with the help of the trained ML models were also realized with the Matlab program.
Benzer Tezler
- Algorithms for interference immunity and efficient radio resource utilization in wireless communications systems
Kablosuz iletişim sistemlerinde girişim direnci ve verimli radyo kaynağı kullanımı için algoritmalar
ARMED TUSHA
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN
- Novel over-the-air methods and practical approaches for reconfigurable intelligent surfaces system designs and analyses
Yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey sistemleri için yenilikçi hava üzeri yöntemler ve pratik yaklaşımların tasarımı ve analizi
EMRE ARSLAN
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Terahertz communications for next generation wireless communication systems
Yeni nesil kablosuz iletişim sistemleri için terahertz haberleşmesi
NAZIFA MUSTARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SERDAR UFUK TÜRELİ
- Secure and coordinated beamforming in 5G and beyond systems using deep neural networks
5G ve ötesi sistemlerde derin sinir ağları kullanarak güvenli ve koordineli hüzmeleme
UTKU ÖZMAT
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKİF YAZICI
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET FATİH DEMİRKOL
- Electrical balance duplexer based in-band full duplex system for 5G (28 GHz) communication systems
5G (28 GHz) haberleşme sistemleri için elektriksel denge dupleksleyici bant-içi tam dupleks sistem
TAHSİN ALPER ÖZKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ