Bilişsel radyo ağları için yeni bir kanal kullanım iyileştirme yöntemi
A new channel utilization improvement method for cognitive radio networks
Yazar: MUHAMMED ENES BAYRAKDAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEDAT ATMACA
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: İletişim Bilimleri = Communication Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında, Bilişsel Radyo (BR) ağlarında Slotted Aloha rasgele erişim tekniğini kullanan yeni bir kanal kullanım iyileştirme yönteminin tasarımı, modellenmesi ve başarım değerlendirmesi yapılmıştır. Tasarlanan kanal kullanım iyileştirme yönteminin analitik modeli geliştirilmiş ve MATLAB yazılımı kullanılarak, başarım değerlendirmesi yapılmıştır. Ayrıca, OPNET Modeler yazılımı kullanılarak benzetim modeli de oluşturulmuştur ve her iki modelden elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, analitik modelden elde edilen sonuçlar doğrulanmıştır. Bu çalışmada, birincil kullanıcılar ve BR kullanıcılar olmak üzere iki farklı kullanıcı grubunun aynı iletişim ortamında yer aldığı bir ağ modeli düşünülmüştür. Birincil kullanıcılar, lisanslı kullanıcılardır ve kanala doğrudan erişim hakkına sahip oldukları için istedikleri zaman kanala erişirler. BR kullanıcılar ise, lisanslı olmayan kullanıcılardır ve kanala sadece birincil kullanıcılar olmadığında veya birincil kullanıcılara girişim oluşturmadan erişebilirler. Geliştirilen ağ modelinde, birincil kullanıcılar Ortam Erişim Kontrol (OEK) protokolü olarak Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (Time Division Multiple Access - TDMA) tekniğini kullanarak kanala erişirler. BR kullanıcılar ise, Slotted Aloha rasgele erişim tekniğini kullanarak, kanal boşta iken kanala erişebilirler. Tez çalışmalarında Toplanır Beyaz Gauss Gürültüsü (Additive White Gaussian Noise - AWGN) ve Rayleigh kanal modelleri kullanılmıştır. Her iki kanal modeli için de hem bilişsel ağın, hem de toplam ağın iş çıkarma başarımları incelenmiştir. Rayleigh kanal modelinde yakalama etkisi (capture effect) göz önünde bulundurularak, ağın iş çıkarma oranı AWGN kanal modeline göre önemli ölçüde arttırılmıştır.

Abstract:
In this thesis, a new Slotted Aloha based channel utilization improvement method in Cognitive Radio (CR) networks is designed, modeled, and analyzed. The analytical model of the proposed channel improvement method is developed and evaluated using MATLAB software. Besides, an example network scenario is developed, modeled and simulated by using OPNET Modeler simulation software in order to verify the analytical throughput results. In this study, a network model that consists of two groups of users, namely primary users and CR users, which coexist in the same communication area, is considered. Primary users are licensed users and access the channel at any time owing to their legal right to access to the channel. CR users are non-licensed users and can only access to the channel when it is not occupied by the primary users. In the developed network model, while primary users access the channel utilizing TDMA as a Medium Access Control (MAC) technique, CR users can access the channel by exploiting Slotted Aloha as a random access scheme when it is idle. In network models developed, AWGN and Rayleigh channels are considered. The throughput of both CR network and the overall network in AWGN and Rayleigh channels are investigated. Taking capture effect into account in Rayleigh fading channels, the overall network throughput is highly increased when compared to AWGN channels.