Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Anabilim Dalı

A token based control channel protocol for cognitive radio networks

Kavramsal radyo ağları için jeton tabanlı kontrol kanalı protokolü

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 251943 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Cognitive radios are devices with multi-channel operation capabilities. They can work on a part of the spectrum instead of just one channel (frequency band). The necessity for a multi-channel system occurred since the wireless spectrum is clogging because of the static frequency assignments made so far. There are researches that study on adapting current radio systems to work with multiple channels. However, cognitive radios support multi-channel operations both with hardware and software innovations. They have the capability to change their transmission channels without disturbing the user during communication.The wireless frequency spectrum is clogged but it is underutilized at the same time. Especially TV frequencies are scarcely used by license owners. The idle times of the frequencies are referred to as white spaces. The purpose of developing a cognitive radio is to utilize those white spaces and serve more users with current frequencies.There are many challenges of cognitive radios, which are very different than the problems of previous network systems. First of all, the station equipped with a cognitive radio (secondary user) should sense the spectrum to eliminate the channels with licensed user activity and to search white spaces. Then, after white spaces are found spectrum management is needed to select the best channel that meets user requirements. After that, secondary user should compete with other secondary users around it for the channel that it selected. This operation is spectrum sharing and a substitute of MAC protocols of previous networks. Spectrum sharing is a challenging protocol of cognitive radio systems since the secondary users are not always tuned to a fixed channel. There is a need to dedicate a common channel that all users will meet. This channel is common control channel and is a vital component of spectrum sharing protocols. Common control channel serves all users and all control information is carried over it. Saturation of the control channel is unavoidable since a small portion of spectrum is reserved for it.In this thesis, a token based protocol for control channel is proposed to solve saturation problem of control channel without increasing the bit rate. The protocol was evaluated with a discrete event simulator and results were compared with a carrier sensing protocol. The simulation results show that proposed protocol has better channel utilization and lower response delay.

Summary:

Kavramsal radyolar, çoklu kanallarla çalışabilme yeteneğine sahip telsiz cihazlardır. Tek bir kanalda (frekans bandı) çalışmak yerine, frekans spektrumunun bir bölümünü kullanabilirler. Çoklu kanal kullanan sistemlere duyulan ihtiyaç frekans spektrumunun sürekli statik atama yapılmasından dolayı dolmasıyla ortaya çıktı. Belli spektrumlar lisanslı kullanıcılara ait olduğu için diğer kullanıcılar bu frekanslardan faydalanamazlar. Bunun yanı sıra pek çok lisansı alınmış frekans bulunmasına rağmen hepsinde etkin kullanım yapılmamaktadır. Özellikle televizyon yayınlarına ayrılan frekans bantların doluluk oranları düşük düzeydedir.Daha önce de şu an kullanılan tek frekanslı sistemleri çoklu frekansa uyarlama çalışmaları olmuştur. Bu çalışmalarda kullanılan frekanslar yine belli aralıklarda kalabilmektedir. Kavramsal radyo ise tamamen çoklu kanallarda çalışmak için geliştirilmiş; hem donanımsal hem de yazılımsal destek sağlayan bir sistemdir. Lisanslı kanalları dinleyerek frekanslardaki boş alanları bulur ve iletişim için bu boşluklardan faydalanır. Bu sayede aynı sayıda frekans bandıyla daha fazla kullanıcıya hizmet edilir.Kavramsal radyoları geliştirmede yeni teknik problemler ortaya çıkmıştır. Öncelikli olarak kavramsal radyo kullanan kullanıcı (ikincil kullanıcı) tüm frekans bantlarını tarayarak birincil (lisanslı) kullanıcıların boş bıraktığı alanları bulmalıdır; bu işleme spektrum sezme denilmektedir. Eğer spektrum genişse bu tarama işlemi uzun sürebilir. Bu boşlukları bulduktan sonra spektrum yönetimi başlar. Bulunan boşluklardan kullanıcının ihtiyaçlarına en uygun olanı seçilmelidir. Bu işlemlerden sonra spektrum paylaşım işlemi yapılması gerekir. Spektrum paylaşımı, şu anki sistemlerdeki MAC protokollerinin görevini yerine getirmektedir. Paylaşım kavramsal radyo sistemlerinde tasarlanması zor bir iletişim yöntemidir. İkincil kullanıcılar belli bir anda farklı farklı frekans bantlarında bulunabileceğinden, her kullanıcının bildiği atanmış bir kanalın belirlenmesi gerekir. Bu atanmış kanala kontrol kanalı adı verilir. Kontrol kanalı tüm kullanıcılara hizmet verdiği ve tüm kontrol verisini taşıdığı için tıkanmaması ve hızlı olması gerekmektedir.Bu çalışmada kontrol kanalı için jeton tabanlı bir protokol geliştirilmiştir. Bu protokol sayesinde kanalın hızı artırılmadan performansının artırılması hedeflenmiştir. Protokolü denemek için bir ayrık olay simulatörü tasarlanmıştır ve sonuçlar çakışmalı bir protokolün sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Simulasyon sonuçları jetonlu sistemin kanal kullanım oranını artırdığını ve kontrol kanalından alınan cevap süresini kısalttığını göstermiştir.