Blok zinciri üzerinde akıllı sözleşmeler yardımı ile nesnelerin interneti için kooperatif spektrum algılama
Cooperative spectrum sensing for iot using smart contracts on blockchain
Yazar: YUNUS EMRE DURSUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ERGÜL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ve internete bağlı cihaz sayısındaki artış kablosuz haberleşme sistemlerinin veri iletiminde kullandığı frekans spektrumunu verimsiz bir noktaya taşımıştır. Frekans kanalları uluslararası standartlara ve ülke politikalarına göre sınırlı aralıkta belirlendiğinden dolayı mevcut frekansı verimli hale getirmek için dinamik spektrum algılama tekniklerine dayanan bilişsel radyo teknolojisi geliştirilmiştir. Normal şartlarda belirlenen bir frekans kanalını sadece birincil lisanslı kullanıcılar kullanabiliyor iken dinamik spektrum sense teknikleri ile boş spektrum kanalları tespit edilerek ikincil kullanıcıların hizmetine sunulabilir hale gelmiştir. Tez çalışmamızda, nesnelerin interneti cihazlarının spektrum algılama işlemini yaparak boş frekans kanalını tespit etmesi ve bu bilgiyi, boş frekans kullanım ihtiyacı olan cihazlara ileterek veri iletiminin devamlığının sağlanması modellenmiştir. Spektrum algılama yardımı ve diğer ağ faaliyetleri dağıtık veri tabanı teknolojisine dayanan blockchain ağına entegre edilerek güvenlik temelli bir yaklaşım sunulmuştur. Blok zinciri ağında gerçekleştirilecek akışların kontrolü akıllı sözleşmeler üzerinden sağlanmıştır. Ağda bulunan sensör düğümlerinin spektrum algılama yardımı karşılığında diğer düğümlere ödemesi gereken bakiyenin yeterli olmadığı durumlarda aktif olacak borç sistemi geliştirilmiştir. Literatürden farklı eklenen borç sistemi ile spektrum kooperasyonunun daha verimli hale getirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmamızda, hem nesnelerin interneti gibi kablosuz haberleşme sistemlerinin doğru ve güvenilir çalışması sağlanmış, hem de genişleyen ağlara yeni bir inisiyatif mekanizması sunulmuştur.

Abstract:
The increase in the number of devices connected to the internet and the advancement of technology has led to inefficiencies in the frequency spectrum used for wireless communication systems. Since frequency channels are limited within international standards and country policies, cognitive radio technology based on dynamic spectrum sensing techniques has been developed to make the existing spectrum more efficient. Under normal circumstances, a designated frequency channel can only be used by primary users, but with dynamic spectrum sensing techniques, vacant spectrum channels can be detected and made available to secondary users. In our thesis, we model the spectrum sensing process performed by Internet of Things (IoT) devices to detect vacant frequency channels and transmit this information to devices in need of vacant spectrum for data transmission continuity. Spectrum sensing assistance and other network activities are integrated into a blockchain network based on distributed database technology, providing a security-oriented approach. The control of the flows within the blockchain network is ensured through smart contracts. A debit system has been developed that is activated when sensor nodes in the network do not have sufficient funds to pay other nodes for spectrum sensing assistance. We aimed to make spectrum cooperation more efficient with the added debt system, which is different from the literature.Our study ensures the correct and reliable operation of wireless communication systems like IoT while introducing a new initiative mechanism to expanding networks.