Alçak yörüngedeki uydu sistemlerinde yeni bir yönlendirme algoritmasının tasarımı
Design of a new routing algoritm for low earth orbit satellite systems
Yazar: DERYA YILTAŞ
Danışman: DOÇ.DR. A. HALİM ZAİM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Olasılık hesabı = Probability calculation ; Trafik modelleme = Traffic modelling ; Uydu iletişim sistemleri = Satellite communication systems ; Uydu sistemleri = Satellite systems ; Uydu yörüngesi = Satellite orbit

Özet:
Bu çalışmada AY uydu sistemleri için yeni bir yönlendirme algoritması geliştirilmiştir.İlk bölümlerde uydular, çeşitli yönlendirme algoritmaları, optimizasyon problemleri veözellikle genetik algoritmalar incelenmiştir.Daha sonra yeni yönlendirme algoritması ayrıntılı şekilde açıklanmaktadır. Bukısımlarla ilgili çalışma birkaç aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada statik uydu ağlarıüzerinde yönlendirme işleminin temeli oluşturulmuştur. Yönlendirme algoritmasındayararlanılan işlemler genetik algoritmada sıkça kullanılmaktadır. Bu işlemler için yenibir uygunluk fonksiyonu tasarlanmıştır. Uygunluk fonksiyonu, temel olarak gecikmesüresi, dayanıklılık kriteri ve çağrı bloke olma olasılığı şeklinde üç kavramadayanmaktadır.Statik yapılarda algoritma tamamlandıktan sonra dinamik uydu ağları için tasarımageçilmiştir. Sürekli hareket halindeki uyduların bulunduğu ağlarda yönlendirmeişleminin gerçekleşmesi için algoritma genişletilmiştir. Paketlerin ağa geliş ve ağdançıkış oranları sabit sayı olarak düşünülerek Erlang-B formülüne göre bloke olmaolasılıkları hesaplanmaktadır.Son aşamada analitik olarak sistemin çözümü elde edilerek paketlerin gerçek trafikyoğunlukları sisteme katılmaktadır. Bu trafik yoğunluklarına göre değişen bloke olmaolasılıkları yeniden hesaplanmaktadır. Böylece gecikme süresi, dayanıklılık kriteri vebloke olma durumuna bağlı olarak en uygun yolun seçilmesi işlemi tamamlanmaktadır.Diğer bölümlerde, yeni algoritmanın Microsoft Visual C++ 6.0 programıyla hazırlanmışolan simülasyonunun sonuçları gösterilip değerlendirilmektedir. Ayrıca çalışmayla ilgilisonuç değerlendirmeleri ve yeni çalışmaların neler olabileceği konusunda bilgiverilmektedir.

Abstract:
In this study, a new routing algorithm for LEO satellite systems has been designed. Inthe first few sections, different routing algorithms, optimization problems and especiallygenetic algorithms have been explained.Afterward the new routing algorithm has been clearly explained. The study about thispart consists of several stages. In the first stage, the base of the routing algorithm hasbeen costructed on static satellite networks. The operations included in this routingalgorithm are frequently used in genetic algorithms. A new fitness function has beendesigned for these operations. This fitness function fundamentally consists of threeconcepts as delay, aging factor and call blocking probability of the paths.After completion of the static algorithm, a new design has been started for dynamicsatellite systems. The algorithm has been enhanced through that the routing operationcan actualize on the systems comprised continuously moving satellites. Arrival anddeparture rates of the packets on the network have been chosen constants. Blockingprobabilities have been computed by Erlang-B formula.In the last stage, analytical solution of the system has been observed and the real trafficdensities of the packets have been considered. Blocking probabilities have changed bythe effect of these densities, so that the new probabilities have been evaluated. Thus theselection of the most suitable path according to delay value, aging factor and blockingsituation has been completed.In the last two sections, results of the simulation prepared by Microsoft Visual C++ 6.0have been presented. Besides, some information has been given about the resultevaluations related to this study and probable future works.