Design, analysis, and channel modeling of molecular multiple receiver communication systems
Çok alıcılı moleküler iletişim sistemlerinde tasarım, analiz, ve kanal modellemesi
- Tez No: 761167
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ EMRE PUSANE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kanal modelleri, Moleküler sistemler, İletişim sistemleri, Channel models, Molecular systems, Communication systems
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Moleküler haberleşme günümüz ihtiyaçlarından doğan ve öne çıkan bir teknolojidir. Düşük enerji tüketimi ve basit sistem tasarımlarıyla, nano ölçekte etkili bir haberleşme yöntemi olmaktadır. Literatürdeki moleküler sistem tasarımları arasından moleküler tek-girdi tek-çıktı (SISO) sistemleri, en temel sistemlerden biri olmasına karşın, artan veri aktarım hızı ihtiyaçlarına cevap verememektedir. Alanın ilerleyiş yönünden temel alarak bu tez, moleküler çok alıcılı ağlar üzerine odaklanmaktadır. Girişim, moleküler çok alıcılı sistemler için analiz edilmesi gereken kritik bir problemdir. Bu noktada, moleküler çok-girdi çok-çıktı (MIMO) sistemlerde, haberleşme performansı ve kanal durum bilgisi açısından kapsamlı bir analiz yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, kanal karakteristiklerini detaylı şekilde ortaya koymaktadır. Yapılan analiz ilerleyen tasarımlarda temel alınarak, moleküler SISO sistemler için tasarlanan iki girişim azaltıcı metot, moleküler MIMO sistemlerine uygulanmıştır. Her alıcı için beklenen girişim değerleri tahminlenerek daha isabetli bilgi kestirimi için işaretlerden çıkarılmaktadır. Buna ek olarak, bir ön-eşitleme metodu moleküler MIMO sistemlerde uygulanmıştır. Farklı molekül tiplerinin girişim azaltmak için kullanımıyla yüksek veri aktarım hızlarında performans artışı gözlemlenmiştir. Bunlara ek olarak, moleküler çok alıcılı sistemler için sofistike sistem ve kipleme şemalarının gelişiminin temeli olan yeni bir kanal modellemesi önerilmektedir. Bilgisayar-temelli simülasyonlar önerilen modelin bahsedilen sistemler için isabetli kanal davranış kestirimi yaptığını göstermektedir, ve modelin gelecekte nanoağlarda yapılacak geliştirmelerin öncüsü olması hedeflenmektedir.
Özet (Çeviri)
Molecular communication is a prominent technology that emerged from contemporary needs. Due to its low energy cost and simple system designs, it is an effective approach to communication on the nanoscale. Among the molecular system designs in the literature, although molecular single-input single-output (SISO) systems are one of the primary systems, they cannot match the required data transmission rate demands. Inspired by the direction of the field, this thesis focuses on molecular multiple-receiver networks. Interference is a crucial problem for molecular multiple-receiver systems which needs to be analyzed. To this point, a comprehensive investigation of molecular multiple-input multiple-output (MIMO) systems in terms of communication performance and channel state information is performed. Results exhibit the channel characteristics in detail. As the analysis becomes the backbone of further designs, two interference-mitigating methods for molecular SISO systems are applied to molecular MIMO systems. The expectations of the interference at each receiver can be estimated and subtracted from signals to detect the information more accurately. Additionally, a pre-equalization method is employed in molecular MIMO systems. Utilizing different molecule types to remove interference from signals has shown an increase in performance for higher data transmission rates. Furthermore, a novel channel modeling for molecular multiple-receiver systems is proposed, as it is the foundation of developing sophisticated systems and modulation schemes. Computer-based simulations showed that the proposed model offers well channel characterization of such systems, and the model is aimed to be the pioneer of future developments in nanonetworks.
Benzer Tezler
- Fundamentals of molecular communication over microfluidic channels
Başlık çevirisi yok
AHMET OZAN BİÇEN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGeorgıa Instıtute Of TechnologyPROF. IAN F. AKYILDIZ
- A review and evaluation of development in exploration, production, reserves estimation, and research efforts for shale gas and oil
Şeyl gazı ve petrolü için arama, üretim, rezerv kestirimive araştırma çalışmalarının incelenmesi ve değerlendirilmesi
OSMAN MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM METİN MIHÇAKAN
- Effect of extreme conditions on enzyme profiles:cytochrome P450 systems as a case study
Ekstrem koşulların enzim profilleri üzerindekietkisi: sitokrom P450 sistemleri
HANDE MUMCU
Doktora
İngilizce
2026
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER
- Design, synthesis, and characterization of functional organic materials for optoelectronic applications
Optoelektronik uygulamalar için fonksiyonel organik malzemelerin dizaynı, sentezi ve karakterizasyonu
MEHMET ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2018
KimyaAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN USTA
- Nanoscale and bio-inspired communication techniques for the internet of bio-nano things
Biyo-nano nesnelerin interneti için nano-ölçekli ve biyolojik-esinli haberleşme teknikleri
MURAT KUŞCU
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN