Energy efficient robust scheduling of periodic sensor packets for discrete rate based wireless networked control systems
Ayrık haberleşme hızına sahip kablosuz ağ kontrol sistemlerinde periyodik algılayıcı paketlerinin çizelgeleme yöntemi
- Tez No: 397268
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kablosuz Ağ Kontrol Sistemleri kablosuz algılayıcıların sınırlı enerji kaynağı ve kablosuz haberleşmenin gecikme ve paket hataları gibi olumsuz özelliklerine rağmen sıkı zamanlama ve güvenilirlik gerekliliklerini sağlayan etkin çizelgeleme tekniği gerek- tirmektedir. Bu tezde, akıllı örgü ve endüstriyel otomasyon gibi bir çok kablosuz ağ kontrol sistemlerinde algılayıcıların önceden bilinen frekanslarda periyodik paket üretme özelliğini kullanarak gecikme ve enerji gerekliliklerini sağlayan algoritma ön- ermekteyiz. Biz ilk olarak çizelgeleme, güç kontrolü ve haberleşme hızı adaptasy- onunu, gerçek sistemlerde olduğu gibi ayrık hız iletişim modelini kullanarak, birleşik bir biçimde Karışık Tümsayılı Lineer Olmayan Programlama problemi olarak for- müle edip çözümünün NP-zorluğa sahip olduğunu gösteriyoruz. Daha sonra ise poli- nom zamanda çözülebilen güç kontrolü ve haberleşme hızı adaptasyonu algoritması, bunun yanı sıra yine polinomsal zamanda çözülebilen, eşzamanlı haberleşmeye uygun algılayıcıları akıllı bir döngüsel yöntemle birleştiren ve yapısı değiştirilmiş Karmarkar- Karp algorıtması ile çizelge üzerinde eşit dağılımlı bir şekilde dağıtmaya dayalı çizel- geleme problemi öneriyoruz. Yaptığımız benzetimle önerdiğimiz çizelgeleme algorit- masının önceki algoritmalara nazaran daha üstün performans sergilediğini ve daha düşük hesaplama süresine sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Wireless networked control systems (WNCS) require the design of a robust schedul- ing algorithm that meets the stringent timing and reliability requirements of control systems, despite the limited battery resources of the sensor nodes and the adverse properties of wireless communication for delay and packet errors. In this thesis, we propose a robust delay and energy constrained scheduling algorithm based on the exploitation of the periodic data generation nature of the sensor nodes at various pre-known frequencies in many WNCS applications such as smart grid and industrial automation. We first formulate the joint optimization of scheduling, power control and rate adaptation for practical discrete rate transmission model, in which only a finite set of transmission rates are supported, as a Mixed-Integer Non-linear Programming problem and prove its NP-hardness. We then propose a novel optimal polynomial-time power control and rate adaptation algorithm, and a novel polynomial-time heuris- tic scheduling algorithm based on determining the set of concurrently transmitting nodes by an intelligent iterative combining mechanism and distributing them over the schedule in the most uniform manner by a modified Karmarkar-Karp algorithm. The simulations demonstrate the superior performance of the proposed scheduling algorithm compared to previously proposed algorithms with lower runtime.
Benzer Tezler
- Routing and scheduling approaches for energy-efficient data gathering in wireless sensor networks
Kablosuz algılayıcı ağlarında enerji-verimli veri yığışımı için yol atama ve zaman planlama yöntemleri
HÜSEYİN ÖZGÜR TAN
Doktora
İngilizce
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU
- Scheduling of energy harvesting for multi-antenna wireless powered communication networks (WPCNs)
Çok antenli kablosuz beslemeli iletişim ağları için enerji hasadı çizelgeleme
İBRAHİM PEHLİVAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Energy-efficient bluetooth scatternet formation based on device and link characteristics
Enerji-verimli aygıt ve bağ özelliklerine dayalı bluetooth multipikonet formasyonu
CANAN PAMUK
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EZHAN KARAŞAN
- Telsiz ağlarda enerji verimlilikli yeni iletim protokolleri
Energy-efficient novel transmission protocols for wireless networks
İBRAHİM AYDIN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ÜMİT AYGÖLÜ