Frekans atlamalı tasarsız ağlarda dağıtık frekans tahsisi ve öbekleme
Frequency allocation and clustering in frequency hopping ad hoc networks
Yazar: GÖKHAN KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. TOLGA GİRİCİ
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Telsiz haberleşme cihazlarının artmasıyla frekans tahsisi ve frekans tekrar kullanımı önem kazanmıştır. Frekans atlama, sivil haberleşmede girişimi kontrol etmek ve frekansı tekrar kullanmak için kullanlan bir tekniktir. Askeri ağlarda ise frekans atlama ile hem girişim azaltılabilir, hem de sinyal bozucuların sistemler üzerindeki kötü etkileri en aza indirilir. Askeri ağlarda güvenlik ve gürbüzlük çok önemlidir. En kötü durumdaki kullanıcının bile başarım sağlanması beklendiğinden frekans tahsisi önem kazanmıştır. Askeri ağlar genellikle merkezi olmayan tasarsız ağlardır. Tasarsız ağlarda hiyerarşi ve ağ kontrolünü sağlamada öbekleme kullanılabilir. Öbeklemenin başlıca faydaları girişimi azaltmak, güç ve kanal verimliliği sağlamak ve dağıtık algoritma uygulamayı mümkün kılmak olarak sıralanabilir.

Bu çalışmada frekans atlamalı tasarsız ağlarda; öbekleme, frekans tahsisi problemleri ele alınmaktadır. Frekans tahsisi icin global ağ bilgisine dayalı en iyiye yakın bir yöntem ve yerel bilgiye dayalı, dağıtık olarak uygulanabilir bir başka algoritma önerilmiştir. Öbekleme için tamsayı programlamaya dayalı bir optimal yöntem ve dağıtık olarak uygulanabilir bir algoritma önerilmiştir. Bu yöntemler TDMA-tabanlı bir tasarsız ağ benzetim ortamında test edilmiştir. Yapılan benzetimlerle önerilen dağıtık-uygulanabilir algoritmaların merkezi çözümlere oldukça yakın başarıma sahip olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
With the increasing use of wireless communication devices, frequency allocation and reuse gained importance.In civilian communications systems frequency hopping is used to control interference and reuse frequency. In military communications, frequency hopping also provides immunity to signal jammers. As the security and robustness of tactical networks are extremely important, and a minimum QoS level has to be provided even in the worst case, frequency allocation becomes important. Tactical networks are usually decentralized ad hoc networks. In ad hoc networks clustering can be used to provide hierarchy and network control. Reducing interference, maintaining energy and spectral eciency, facilitating distributed algorithms are the main uses of clustering.

In this work we address the problems of clustering and frequency reuse in frequency hopped ad hoc networks. A near optimal centralized algorithm that uses global network information is proposed for frequency allocation. A distributively implementable algorithm based on local information is also proposed. As for the clustering, a centralized solution based on integer programming is proposed. We also proposed a distributively implementable near optimal algorithm for clustering. These schemes
are tested in TDMA-based computer simulation environment. Numerical results reveal that the distributively implementable algorithms are close to the centralized ones, in terms of performance.