Akıllı anten sistemi kullanan kablosuz algılayıcı ağlarda bağlantı analizi ve konum belirleme algoritması
Connectivity analysis and development of a localization algorithm for smart antenna system integrated wireless sensor networks
- Tez No: 259370
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ADNAN KAVAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Electrical and Electronics Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Anahtarlamalı sistemler, Anten dizileri, Bağlantı, Kablosuz ağlar, Kablosuz iletişim, Kablosuz sistemler, Konum belirleme, İletişim sistemleri, İletişim teknikleri, İletişim teknolojisi, İletişim şebekeleri, Switched systems, Antenna arrays, Connection, Wireless networks, Wireless communication, Wireless systems, Position determination, Communication systems, Communication techniques, Communication technology, Communication networks
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kablosuz Algılayıcı Ağ'lar (KAA) son zamanlarda geniş uygulama alanlarında, görüntüleme, takip ve izleme amaçlı kullanılan bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Bir KAA tipik olarak en az bir tane merkezi düğüm ve istenilen görevler ile ağ fonksiyonlarını gerçekleştiren ortama dağıtılmış çok sayıda algılayıcı düğümden oluşmaktadır. KAA'lar için literatürde konum belirleme teknikleri mevcuttur. Fakat algılayıcı düğümlerin konumlarının belirlenmesinde efektif olarak kullanılabilecek olan ve algılayıcı düğümlerde herhangi bir ek donanım veya hesaplama yükü gerektirmeyen yöntemler için çözüm arayışları devam etmektedir.Bu tezde Sektörel Tarama Tabanlı Konum Belirleme (STKB) olarak adlandırdığımız KAA'lar için yeni bir konum belirleme yöntemi önerilmektedir. Daha önce önerilen Sektörel tarama tekniği (SSS) yalnızca merkezi düğüme akıllı anten sisteminin (AA) entegre edilmesine dayanmaktadır. Bu tez kapsamında SSS'nin geliştirilmesiyle oluşturulan STKB tekniğindeki temel düşünce; örüntü kullanılarak verilen algılayıcı alanda iki boyutlu bir tarama işleminin gerçekleştirilmesi ve merkezi düğümde mesafe kestirim (MKA) ve açı kestirim (AKA) algoritmalarının çalıştırılmasıdır. STKB tekniğinin başarımı, konum belirleme hatası, alınan mesaj istatistikleri ve hesaplama karmaşıklığı cinsinden ızgara ve rastgele dağıtılmış ağ topolojilerde farklı tarama ve kablosuz kanal koşullarında sunulmaktadır. Ayrıca STKB tekniğinin başarımı Centroid algoritması ile karşılaştırılmalı olarak verilmektedir. Bu teknik algılayıcı düğümlerde herhangi bir ek donanım veya hesaplama yükü getirmemektedir. STKB tekniğinin diğer bir avantajı kontrol edilemeyen ortamlarda uygulanabilmesi ve tarama parametrelerinin ayarlanmasıyla konum belirleme çözünülürlüğünün artırılmasıdır.Ağ bağlantısı ve bağlantı olasılığı KAA'lar için dikkate alınması gereken önemli bir faktördür. Tezin diğer bir katkısı olarak AA sistemi yeteneğine sahip KAA'nın ağ bağlantısının belirlenmesi için olasılıksal bir teknik önerilmektedir. Bağlantı analizi için anten örüntüsü özelliklerini kullanan geometrik şekil modeli kullanılmaktadır. Bu teknikte istenilen ağ bağlantısı için algılayıcı düğüm yoğunluğu örüntü genişliği ve iletim mesafesi cinsinden belirlenebilmektedir. Benzetim sonuçları, iletim mesafesi, düğüm yoğunluğu, yönlendirme örüntü genişliği gibi farklı ağ koşulları altında sunulmaktadır.
Özet (Çeviri)
Wireless Sensor Networks (WSNs) have recently emerged as the technology applied for monitoring, surveillance and tracking purposes in wide range of systems. A WSN typically consists of a central node and a large number of spatially distributed sensor nodes that are tiny devices to perform desired tasks and networking functionalities. For WSNs, many localization techniques exist in literature. However, development of effective location estimation of sensor nodes without imposing any hardware or computational burdens on them continues to be a challenging task.In this thesis, new location discovery scheme in WSNs so called Sectoral Sweeper based Location Estimation (SSLE) is proposed. Previously proposed, Sectoral Sweeper Scheme (SSS) relies on integration of smart antenna systems (SAS) processing capability only at a central node. By improving the SSS, the key idea in the SSLE is to perform two dimensional sweeping process over a given sensor field with beamforming capable central node followed by range estimation and direction estimation algorithms. Performance evaluation of the SSLE is given in terms of localization error, response message statistics, and complexity analysis for grid and randomly deployed sensor node scenarios under various sweeping and wireless channel conditions. The SSLE performance is also compared with the Centroid method. SSLE does not require any hardware or computational load at tiny sensor nodes. The major advantage of the SSLE is that it is applicable to uncontrollable outdoor environments and that desired localization accuracy can be obtained by properly adjusting sweeping parameters.Network connectivity or connectivity probability (CP) is also an important issue for WSN. Another contribution of this thesis is that it proposes probabilistic technique to determine the network connectivity of SA integrated WSN. Geometric shape model is employed to evaluate the network connectivity of WSN using antenna array specifications. The sensor node density to satisfy desired network connectivity is determined in terms of beamwidth of antenna array and node transmission range. Simulation results are presented for CP and number of sensor nodes under different network conditions such as routing beamwidth, node density, and node transmission range.
Benzer Tezler
- Design and performance analysis of enhanced network coded cooperative communication systems
Gelişmiş ağ kodlamalı işbirlikli haberleşme sistemlerinin tasarımı ve performans analizi
RIDA KHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Cognition-enabling techniques for next-generation radar and electronic warfare systems
Gelecek nesil radar ve elektronik harp sistemleri için bilişsellik-etkinleştirme teknikleri
MUHARREM ARIK
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Quality of service aware communication framework for wireless sensor network based smart grid applications
Kablosuz sensör ağ bazlı akıllı şebeke uygulamaları için hizmet kalitesi duyarlı sistem
MELİKE YİĞİT KAPDAN
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR SARISARAY BÖLÜK
DOÇ. DR. VEHBİ ÇAĞRI GÜNGÖR
- GPU üzerinde yazılım tabanlı anten gerçeklenmesi
Realization of software-defined antenna on GPU
ABDULLAH BAKIRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER
- Ortak hedefli röleli telsiz iletişim sistemlerinde bit ve enerji verimliliği analizi
Goodput and energy efficiency analysis for wireless relayed communication systems with common destination
SİNAN ATAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ÜMİT AYGÖLÜ