Programlanabilir kablosuz ortamların modellenmesi ve performans analizi
Modeling and performance analysis of programmable wireless environments
Yazar: SEVCEL GÖZDE TANAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞAH TÜMÜKLÜ ÖZYER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN GÜLER
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Benzetim = Simulation ; Güç analizörü = Power analyzer ; Işın izleme = Ray tracing ; Kablosuz sistemler = Wireless systems ; Metayüzeyler = Metasurfaces

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı, programlanabilir kablosuz ortamlardaki mevcut haberleşmeyi elektromanyetik komutlar ile kontrol ederek, kullanıcıların bağlantı amaçlarına göre nesnelerin elektromanyetik davranışlarını optimize etmek ve kullanıcı ihtiyaçlarına en etkili şekilde hizmet edebilecek bir kablosuz iletişim sağlamaktır. Etkin bir manipülasyon ile elektromanyetik dalgaların birbirleri ile etkileşimleri engellenerek yol kaybı ve çok yollu solma etkilerinin kontrol edilebilmesi, kullanıcıların efektif bir iletişim gerçekleştirmeleri amacıyla diğer tüm kullanıcıları ve gizli dinlenmeyi engelleyen güvenli bir hava yolu oluşturabilmesi, gürültüler ortadan kaldırılarak veri aktarım hızlarının optimizasyonunun sağlanması amaçlanmaktadır.
Yöntem: Işın İzleme kanal modelleme yöntemi kullanılarak, elektromanyetik dalgaların kontrolü simülasyonlar ile gerçekleştirilmiş ve meta yüzeylerin uygulama programalama arayüzünde gerçekleştirilen elektromanyetik komutlar kullanılarak etkin bir iletişim için gereken elektromanyetik dalga saçılımlarının kontrolleri sağlanmıştır. Ayrıca gizli dinlemeyi azaltmak ve güvenilir bir hava yolu sağlamak için faz kontrolüne dayalı yaklaşım kullanılmıştır.
Bulgular: Her kullanıcıya kendi isteğine uygun elektromanyetik fonksiyonlar sağlanarak, bu fonksiyonlar ile elektromanyetik dalga saçılımlarının kontrolü gerçekleştirilmiş ve bu saçılımlar simülasyon ortamına yerleştirilen meta yüzeyler üzerinden gösterilmiştir. Ayrıca simülasyon ortamında gösterilen sonuçlar neticesinde, alıcıda alınan güçlerin arttığı gözlenmiştir.
Sonuç: Güç aktarımı ve sinyal-parazit maksimizasyonu, gizli dinleme ve çok kullanıcılı ortamlar üzerine çalışmalar yapılmış ve programlanabilir kablosuz ortamların kendi içlerinde kablosuz yayılımın özelleştirilmesini sağlayan, bu tür ortamları birden çok kullanıcıya ve birden çok hedefe en etkili yöntemlerle hizmet verecek şekilde yapılandırabilen simülasyon ortamları sağlanmıştır. Simülasyon sonuçları alıcıda elde edilen güç analizleri ile gösterilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Programlanabilir Kablosuz Ortamlar, Meta Yüzeyler, Işın İzleme, Simülasyon, Güç Analizi
Eylül 2022, 83 sayfa

Abstract:
Purpose: This study aims to control the existing communication in programmable wireless environments with electromagnetic commands, to optimize the electromagnetic behavior of objects according to the connection purposes of the users, and to provide a wireless communication that can serve the user needs most effectively. With effective manipulation, it is aimed to control the path loss and multipath fading effects by preventing the interaction of electromagnetic waves with each other, to create a secure airway that prevents all other users and eavesdropping for users to communicate effectively, and to optimize data transfer rates by eliminating noise.
Method: By using Ray-Tracing-based channel modeling methods, electromagnetic waves are controlled by simulations, and electromagnetic wave scattering required for effective communication is provided by using electromagnetic commands performed in the application programming interface of metasurfaces. In addition, a phase control-based approach is used to reduce eavesdropping and to provide a reliable airway.
Finding: By providing electromagnetic functions suitable for each user's request, electromagnetic wave scattering was controlled with these functions and these scatterings were shown on metasurfaces placed in the simulation environment. In addition, as a result of the results shown in the simulation environment, it was observed that the received powers at the receiver increased.
Results: Studies on power transmission and signal-noise maximization, eavesdropping, and multi-user environments have been conducted, and simulation environments have been provided that enable the customization of wireless propagation within programmable wireless environments and configure such environments to serve multiple users and multiple targets with the most effective methods. The simulation results are shown with the power analyzes obtained at the receiver.
Keywords: Programmable Wireless Environments, Metasurfaces, Ray Tracing, Ray Tracing, Simulation, Power Analysis
September 2022, 83 pages