Ayarlanabilir Akıllı Anten Tabanlı Yeni Nesil Nesnelerin İnterneti Ağı Çözümü

Date

2021-12-15

Author

GÖRMÜŞ, SEDAT
Nesimoğlu, Tayfun

Metadata

Show full item record

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Item Usage Stats

74
views

134
downloads

Cite This

IETF 6TiSCH standardı, zaman dilimi ve frekans kanalı kaynaklarını planlı bir şekilde kullanarak; güvenilir, kararlı ve düşük güç harcayan ağlar oluşturmayı amaçlayan bir protokol yığıtıdır. Bu amaca ulaşabilmek için 6TiSCH çizelgeleme fonksiyonu zaman dilimi ve frekans kaynaklarını radyo kaynakları arasında en uygun şekilde dağıtması gerekir. Frekans kanalı kaynakları, kapsama alanında kullanılan diğer kablosuz teknolojiler (Wi-fi, Bluetooth, diğer IEEE 802.15.4) ile beraber aynı frekans bandının paylaşıldığı durumlarda oldukça sınırlı olmaktadır. Benzer şekilde büyük olan ve düğümlerin yoğun bir şekilde yerleştirildiği, veri trafiğinin yüksek olduğu ağlarda zaman dilimi kaynakları da kısıtlı olarak kullanılmaktadır. Bu durumda ağın performansını arttırmak için kapsama alanı değiştirilebilir antenlerin kullanılması çizelgelemeye uzamsal bir boyut kazandırarak kaynakların daha etkin kullanımını sağlar. Akıllı anten tabanlı teknolojilerden kablosuz duyarga ağlarına uygun olarak iki tür anten (anahtarlanabilir, döner yönlü) modeli kullanılabilmektedir. Düğümlerin işlem kapasitesinin düşük olması, düşük güç tüketimi ve maliyet açısından bakıldığında sinyal işleme gerektiren teknolojiler kapsam dışında tutulmuştur. Proje kapsamında öncelikle Anahtarlanabilir anten ile beraber dağıtık çizelgeleme fonksiyonu çözümü incelenmiştir. Çalışmada düşük karmaşıklıktaki anahtarlanabilir yönlü bir anten sistemi, IETF 6TiSCH protokolü ile entegre edilmiş ve uzamsal ayrımdan faydalanan dağıtık çizelgeleme fonksiyonu kullanan bir çözüm oluşturulmuştur. Sonraki aşamada Döner yönlü antenin kapsama alanının darlığı nedeniyle ortaya çıkan ağın daha geç senkronize olması, daha geç oluşması ve çok noktaya mesaj paketlerinin tüm komşulara aynı anda dağıtılamaması gibi sorunların çözümüne ilişkin dağıtık çizelgeleme fonksiyonuna ek olarak otonom bir çizelgeleme önerilmiştir. Son aşamada ise; döner yönlü antene sahip düğümlerin komşularıyla aralarındaki en iyi yönü bulmaları konusunda çalışmalar yapılmış, ve elde edilen RSSI değerlerinin zamana bağlı değişimi incelenmiş ve gerçeklenen merkezi çizelgeleme algoritması değişik büyüklükte ağlar üzerinde test edilmiştir. Sonuç olarak; Akıllı ve yönlü antene sahip düğümler, bant genişliği kaynaklarını zaman ve frekans boyutlarında yönlü antenin getirdiği uzamsal (spatial) boyut avantajını kullanarak planladığında, geleneksel yöntemlere göre veri iletim oranı, harcanan enerji ve yaşanan gecikme süresi bakımından daha üstün performans sergilemişlerdir. Merkezi çizelgeleme algoritması ise sınırlı sayıda düğüme sahip ağlarda, dağıtık ve otonom çizelgeleme fonksiyonlarına göre ağ hakkında daha çok bilgiye sahip olmasından dolayı daha verimli ve üstün performanslı bir çizelge ürettiği görülmüştür.

Subject Keywords

Ayarlanabilir anten, Nesnelerin İnterneti, 6TiSCH, Işıma örüntüsü yönlendirme, RF anahtarlama, Tunable antennas, Internet of Things, Beam steering, RF switching

URI

https://search.trdizin.gov.tr/tr/yayin/detay/1222273/ayarlanabilir-akilli-anten-tabanli-yeni-nesil-nesnelerin-interneti-agi-cozumu
https://hdl.handle.net/11511/113815

Collections

Department of Electrical and Electronics Engineering, Project and Design