Sürü insansız hava araçları için bir fanet haberleşme ağının kurulması
Establishment of a fanet communication network for swarm unmanned aerial vehicles
Yazar: BEDİRHAN BATIBAY
Danışman: DOÇ. DR. YAKUP ŞAHİN
Bitlis Eren Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Teknolojinin gelişmesine paralel olarak insansız hava araçlarının (İHA) askeri, keşif, güvenlik, taşıma, doğal afet, yangın vb. olarak kullanımı yaygınlaştı.  Tek bir İHA'nın yaptığı görevlerin zaman, maliyet ve güvenlik açısından birçok risk barındırması sürü İHA fikrini ortaya çıkarmıştır. Dolayısıyla küçük boyutlu sürü İHA'ların kullanılması bu riskleri giderebileceği öngörülmektedir. Sürü İHA yapılarında kritik konulardan birisi de haberleşmedir. Sürü İHA haberleşmesinde birçok teknik kullanılır ve bunlardan birisi de Flying Ad-Hoc Network (FANET) haberleşme yöntemidir. FANET, sürü İHA'ların birbirleriyle iletişimini ve bu İHA'lardan toplanan verilerin de bir merkeze iletimini sağlayan özel bir kablosuz ağ çeşididir.
Tez çalışması kapsamında sürü İHA'lar için düşük maliyetli bir FANET ağ yapısı oluşturulmuştur. Bu ağ yapısı 1 yer istasyonu ve 3 düğümden meydana gelmektedir. Ağ yapısı 1, 10, 30 m mesafede ve 250 Kbps, 1 Mbps ve 2 Mbps haberleşme hızlarında çalıştırılmış ve sonuçlar analiz edilmiştir. Ayrıca 300, 1200, 2400, 4800, 9600 ve 19200 baud hızlarında 1, 10 ve 30 bayt veri boyutlarında ağ yapısındaki gecikmeler belirlenmiştir. Farklı haberleşme hızlarında gerçekleştirilen testin sonucunda, enerji verimliliği açısından, gecikmenin optimum 4800-9600 baud aralığında olduğu görülmüştür. Ayrıca mesafeye göre meydana gelen paket kaybı da belirlenmiş ve en düşük paket kaybının 250 Kbps hızında olduğu saptanmıştır. Gerçekleştirilen testlere ait veriler gerçek ortamda ölçülmüş ve ilgili sonuçlar tez kapsamında sunulmuştur.

Abstract:
Unmanned aerial vehicles (UAV) are increasingly used in military, surveillance, security, transportation, natural disaster, and firefighting applications. As the duties performed by a single UAV pose numerous hazards in terms of time, cost, and safety, the concept of herding UAVs has emerged. Consequently, it is anticipated that introducing small-sized herd UAVs will reduce these dangers. Communication is a significant challenge in swarm–UAV structures. Swarm UAV communication employs a variety of strategies, one of which is the flying ad hoc network (FANET) communication mechanism. A FANET is a type of wireless network that allows swarm UAVs to connect with one another and transmit data collected from these UAVs to a central location.
Within the framework of this thesis, a low-cost FANET network structure for herd UAVs is developed. The network configuration is composed of one ground station and three nodes. The network topology was tested at 1-, 10, and 30 m distances and communication speeds of 250 Kbps, 1 Mbps, and 2 Mbps, and the results were assessed. Furthermore, network structure delays were calculated at 300, 1200, 2400, 4800, 9600, and 19200 baud rates with 1-, 10-, and 30-byte data sizes. The test measurements revealed that the delay was the optimum in the range of 4800-9600 at various connection speeds. Furthermore, packet loss was calculated based on distance, and it was discovered that the lowest packet loss occurred at 250 Kbps. The data from the tests were collected in the field, and relevant results were provided within the scope of this thesis.