Theses supervised by Prof. Dr. Bülent Tavlı
14 theses · TOBB Economics and Technology University
Akıllı ev cihazlarının dijital ikizleri üzerinden sosyal ve bilişsel beceriler kazanarak liberalleşmesi için sis bilişim ve dağıtık hesap defteri teknolojisi tabanlı bir mimari tasarım
Nesnelerin İnterneti (IoT) ekosisteminin belki de insan hayatının en içindeki uygulama alanı olan Akıllı Ev ve akıllı ev tipi cihazları, tüketiciler nezdinde, tüketicilerin bütün iyimser beklentilerine rağmen hayatlarına uyarlamakta tereddüt ettikleri teknolojiler olarak bulundukları emekleme dönemi içinde bocalamasını sürdürmektedir. Bu bocalamanın nedenlerini anlamak üzere derlenen araştırmalar, özel hayatın gizliliğine dair duyulan kaygıları, insan-merkezli yaklaşımın yoksunluğunu, Bilgi'nin özgürlüğünün kısıtlanması ile gerçek değerinin altında kullanılmasını, siber güvenlik ile ilgili endişeleri ve de IoT ve beraber çalıştığı teknolojilerin henüz gerçek potansiyeline ulaşamamış olmasını, tüketicilerin evlerinde IoT çözümlerini kullanmakta yaşadıkları tereddütlerin altında yatan temel sebepler olarak ortaya koymaktadır. Bunların yanında, IoT'nin hali hazırda başa çıkmaya çalıştığı kaynak fakirliği, ölçeklenebilirlik, servis kalitesi, mobilite, heterojenlik, beraber-çalışabilirlik, siber güvenlik, gizlilik ve yenilikçilik gibi zorluklar da hem bu tereddütleri körüklemekte hem de bu tereddütlerin giderilmesini daha mücadeleci bir noktaya taşımaktadır. Akıllı Ev teknolojilerini tüketiciler için çekici hâle getirmek, bahsi geçen zorlukların belirli bir seviyede de olsa hafifletilmesi ve bahsi geçen tereddütlerin giderilmesi yanında, Akıllı Cihazların, insanların İnternet'e olan yaklaşımında ve ilişkilerinde çığır açan Sosyal Medya uygulamalarındaki ilişkilerine benzer sosyal ilişkiler kurarak ve de öğrenme, kavrama, gerektiğinde karar verme gibi bilişsel yeteneklerle donatılarak, insanların ev ortamındaki konforlarını ve yaşam kalitelerini yükseltmek üzere hayatlarına ve karar süreçlerine sezgisel ve pürüzsüz bir biçimde dahil olup, gerçek anlamda katma değer katabilen uygulamaları desteklemeleri ile mümkün görünmektedir. İşte bu tez çalışması, son dönemde stratejik önem arz eden Dijital İkiz (DT), Dağıtık Hesap Defteri Teknolojileri (DLT) ve Sis Bilişim paradigmalarının IoT'nin zorluklarına getirdikleri çözüm potansiyelini kullanmak adına, Akıllı Ev ortamındaki akıllı ev tipi cihazlarının dijital ikizlerini, Sis Bilişim'in bir elemanı olan Akıllı Ev ağ geçidine yerleştiren ve bu Dijital İkizlerin Dağıtık Hesap Defteri Teknolojilerine katılımıyla Sosyal ve Bilişsel Nesnelerin İnterneti uygulamalarına imkân veren özgün bir model önermektedir. Önerilen model, kendisi için belirlenen çift yönlü ve güvenli Akıllı Cihaz – Dijital İkiz bağlaşımı, Dijital Kuklaların engellenmesi, Akıllı Cihaz sahibinin mutlak mülkiyet haklarını kullanması ve Dijital İkizlerin liberalleşmesi gereksinimlerini karşılamanın yanında oluşturduğu teknoloji sentezi ile IoT'nin zorluklarını hafifletmiş ve böylece tüketicilerin tereddütlerini giderebilecek Bilgi'nin serbestliğini ve ekonomik özgürlüğünü destekleyen ve bunu yaparken de güvenlik ve gizlilikten ödün vermeyen, açık bir ekosistemin mümkün ve de faydalı olabileceğini göstermiştir. Son olarak, referans model üzerinde öngörücü bakım, Akıllı Cihaz verisi satışı, kullanım eniyilemesi, Hizmet-olarak-Akıllı-Cihaz ve kullanım/kalite bazlı ücretlendirme gibi dağıtık uygulamaların kullanım senaryolarının incelenmesi ile, Akıllı Cihazların bağlantılı olma, sosyal ve bilişsel yeteneklerinin sadece akıllı olarak addedilmek için değil de tüketicilerin beklentilerini gözeterek, onların yararına çalışmak için akıllı olması durumunda tüketiciler için kullanılabilirlik ve benimsenebilirlik potansiyeline sahip oldukları ortaya konmuştur.
Doğrusal kablosuz sensör ağlarında iletim gücü ve paket boyutu optimizasyonu ile yaşam süresi eniyileme işlemi
Doğrusal Kablosuz Sensör Ağları (DKSA), dağıtım senaryolarında sensör düğümlerinin iletim topolojisi üzerine yerleştirilmesinin gerektiği uygulamalarda kullanılır. Bununla birlikte, böyle bir dağıtım, güvenilirlik endişelerini ortaya çıkarır çünkü ağdaki neredeyse tüm düğümler, DKSA mimarisinin hayatta kalması açısından kritiktir. Düğümlerin bir alt kümesi ortadan kaldırılsa bile DKSA'nın iletim halinde kalması mümkündür, ancak böyle bir oluşum nedeniyle Ağ Ömrü (AÖ) üzerinde potansiyel azalma ciddi seviyelerde olabilir. Bu çalışmada, DKSA'nın güvenilirliği, kapsamlı bir sistem modeli üzerine inşa edilerek çalışmasının modellenmesi için ayrıntılı bir optimizasyon çerçevesi oluşturulup incelenmiştir. Çerçevemiz, DKSA'nın davranışını karakterize etmede etkili olan üç iletim gücü ve paket boyutu atama stratejisini kapsar. Ayrıca, DKSA'nın güvenilirliğini birden çok perspektiften değerlendirmek için rastgele ve koordineli olmak üzere iki düğüm hatası modeli kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, dağıtım parametrelerine, arıza senaryosuna ve stratejiye bağlı olarak, sensör düğümlerinin %10' unun arızalanması durumunda bile ihmal edilebilir AÖ düşüşleri ile DKSA'nın işlemlerini sürdürmesinin mümkün olduğunu ortaya koymaktadır, bununla beraber tek bir düğümün bile etkisiz hale gelmesinin AÖ'nü ciddi bir şekilde azaltabildiği durumlar gözlemlenmiştir.
Konum-zaman verisi tabanlı hareket karakterizasyonu
Konum-zaman tabanlı parmak izi çıkarımı, bireylerin seyahat davranışlarını analiz etme ve anonimleştirilmiş verilerden kullanıcı kimliklerini tahmin etme süreçlerinde önemli bir rol oynayan, güncel gezginlik (mobility) analizi alanında kritik bir yaklaşımdır. Bu bağlamda, özellikle Trajectory-user linking (TUL) kapsamında yapılan çalışmalar, Lokasyon Tabanlı Sosyal Ağ (LBSN) verileri üzerinde çeşitli yapay sinir ağı modellerinin geliştirilmesiyle dikkat çekmektedir. Bununla birlikte, GPS gibi sıralı ve zamansal boyut içeren konum verileriyle çalışan yapay sinir ağı modellerine ilişkin literatürde henüz kapsamlı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu eksikliği gidermek amacıyla, sıralı konum-zaman verilerini işleyebilen yenilikçi bir model olan Spatio-Temporal Sequential Graph Neural Network (STSeqGNN) bu çalışmada önerilmiştir. Geliştirilen model, hem haritanın çizge yapısını hem de verilerin zaman boyutunu etkili ve verimli bir şekilde işleyebilme kabiliyetiyle öne çıkmaktadır. Ayrıca, güzergahlara ait hareket bilgilerini ve temel istatistiksel özellikleri de analiz edebilme yeteneğine sahiptir. Bu özellikleri sayesinde, STSeqGNN hem veri bütünlüğünü koruyarak hem de hareket paternlerini anlamlandırarak daha hassas tahminlerde bulunabilmektedir. Modelin performansı, farklı veri setleri üzerinde test edilmiş ve sonuçlar, k-tahmin doğruluğu (k-accuracy) metriği kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, modelin \%99'un üzerinde bir başarı oranına ulaşarak, özellikle seyahat davranışı analizinde etkili bir yöntem sunduğunu göstermektedir. Bu durum, STSeqGNN'nin hem teorik hem de pratik açıdan güçlü bir araç olduğunu kanıtlamaktadır
Yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin bulanık maskeleme temelli pankeskinleştirilmesi
Pankeskinleştirme yöntemlerinde temel olarak yapılan işlem yüksek uzamsal çözünürlüklü pankromatik görüntü ile düşük uzamsal çözünürlüğe sahip çoklu spektral görüntüyü birleştirmektir. Gerçekleştirilen görüntü füzyonunda elde edilen görüntülerin uzamsal çözünürlüğünü pankromatik görüntü, renk ve spektral çözünürlüğünü ise çoklu spektral görüntü sağlamaktadır. Pankeskinleştirme işlemi sayesinde hem yüksek spektral çözünürlüğe hem de yüksek geometrik çözünürlüğe sahip uydu görüntüleri elde edilmektedir. Tez çalışması kapsamında, on iki farklı pankeskinleştirme yöntemi dört farklı RASAT veri seti üzerinde test edilmiş ve pankeskinleştirilen görüntülerin spektral ve mekânsal nitelikleri sekiz farklı başarım kıstası kullanılarak ölçülmüştür. Bulanık Maskeleme adı verilen yeni bir ön işleme yöntemi sunulmuştur. Pan banda uygulanan Bulanık Maskeleme tekniği sonucu üretilen keskinliği arttırılmış pankromatik görüntü ile çoklu spektral görüntü her bir yönteme göre birleştirilmiştir. Bulanık Maskeleme tekniğinin diğer yöntemler ile kıyaslandığında yaklaşık olarak aynı başarım sonucunu ürettiği ancak görüntüdeki keskinliği büyük ölçüde arttırdığı gözlemlenmiştir. Elde edilen metrik sonuçları ile Optimize edilmiş Yüksek Geçiren Filtre metodunun en keskin görüntüyü verdiği, Hiperküre Renk Uzayı metodunun keskinliği belli bir dereceye kadar muhafaza ettiği bunun yanında renk bilgisini en iyi taşıyan yöntem olduğu saptanmıştır.
Yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin bulanık maskeleme temelli pankeskinleştirilmesi
Pankeskinleştirme yöntemlerinde temel olarak yapılan işlem yüksek uzamsal çözünürlüklü pankromatik görüntü ile düşük uzamsal çözünürlüğe sahip çoklu spektral görüntüyü birleştirmektir. Gerçekleştirilen görüntü füzyonunda elde edilen görüntülerin uzamsal çözünürlüğünü pankromatik görüntü, renk ve spektral çözünürlüğünü ise çoklu spektral görüntü sağlamaktadır. Pankeskinleştirme işlemi sayesinde hem yüksek spektral çözünürlüğe hem de yüksek geometrik çözünürlüğe sahip uydu görüntüleri elde edilmektedir. Tez çalışması kapsamında, on iki farklı pankeskinleştirme yöntemi dört farklı RASAT veri seti üzerinde test edilmiş ve pankeskinleştirilen görüntülerin spektral ve mekânsal nitelikleri sekiz farklı başarım kıstası kullanılarak ölçülmüştür. Bulanık Maskeleme adı verilen yeni bir ön işleme yöntemi sunulmuştur. Pan banda uygulanan Bulanık Maskeleme tekniği sonucu üretilen keskinliği arttırılmış pankromatik görüntü ile çoklu spektral görüntü her bir yönteme göre birleştirilmiştir. Bulanık Maskeleme tekniğinin diğer yöntemler ile kıyaslandığında yaklaşık olarak aynı başarım sonucunu ürettiği ancak görüntüdeki keskinliği büyük ölçüde arttırdığı gözlemlenmiştir. Elde edilen metrik sonuçları ile Optimize edilmiş Yüksek Geçiren Filtre metodunun en keskin görüntüyü verdiği, Hiperküre Renk Uzayı metodunun keskinliği belli bir dereceye kadar muhafaza ettiği bunun yanında renk bilgisini en iyi taşıyan yöntem olduğu saptanmıştır.
Yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin bulanık maskeleme temelli pankeskinleştirilmesi
Pankeskinleştirme yöntemlerinde temel olarak yapılan işlem yüksek uzamsal çözünürlüklü pankromatik görüntü ile düşük uzamsal çözünürlüğe sahip çoklu spektral görüntüyü birleştirmektir. Gerçekleştirilen görüntü füzyonunda elde edilen görüntülerin uzamsal çözünürlüğünü pankromatik görüntü, renk ve spektral çözünürlüğünü ise çoklu spektral görüntü sağlamaktadır. Pankeskinleştirme işlemi sayesinde hem yüksek spektral çözünürlüğe hem de yüksek geometrik çözünürlüğe sahip uydu görüntüleri elde edilmektedir. Tez çalışması kapsamında, on iki farklı pankeskinleştirme yöntemi dört farklı RASAT veri seti üzerinde test edilmiş ve pankeskinleştirilen görüntülerin spektral ve mekânsal nitelikleri sekiz farklı başarım kıstası kullanılarak ölçülmüştür. Bulanık Maskeleme adı verilen yeni bir ön işleme yöntemi sunulmuştur. Pan banda uygulanan Bulanık Maskeleme tekniği sonucu üretilen keskinliği arttırılmış pankromatik görüntü ile çoklu spektral görüntü her bir yönteme göre birleştirilmiştir. Bulanık Maskeleme tekniğinin diğer yöntemler ile kıyaslandığında yaklaşık olarak aynı başarım sonucunu ürettiği ancak görüntüdeki keskinliği büyük ölçüde arttırdığı gözlemlenmiştir. Elde edilen metrik sonuçları ile Optimize edilmiş Yüksek Geçiren Filtre metodunun en keskin görüntüyü verdiği, Hiperküre Renk Uzayı metodunun keskinliği belli bir dereceye kadar muhafaza ettiği bunun yanında renk bilgisini en iyi taşıyan yöntem olduğu saptanmıştır.
Gönderme güç seviyesi eniyilemesi ile orman ortamındaki kablosuz algılayıcı ağlarda yaşam süresi enbüyüklemesi
Orman ortamındaki kablosuz algılayıcı ağlarda (KAA) yaşam süresinin matematiksel model oluşturularak hesaplanması ve eniyilenmesiyle ilgili çalışma sunulmuştur. Eniyileme, düğümler arasındaki veri ve onaylama (ACKnowledge) paketlerinin güç seviyesine göre en uygun şekilde ayarlanması temeline dayanmaktadır. Sistem modelinin temelini oluşturan yol kaybı parametresi, birçok durumda sabit olarak alınmaktadır. KAA'nın yaşam süresi hesabına direkt olarak etkisi olan bu parametre uzun süren ölçümler sonucunda orman ortamı için modellenmiş ve yaşam süresi bu şekilde hesaplanmıştır. KAA'nın modellenmesiyle birlikte eniyileme için üç farklı metot önerilmiş ve bu metotların etkinliği karşılaştırılmıştır. Önceden yapılmış bir örneği olmayan bu çalışmada orman ortamı için yaşam süresi modellemesi yapılmış ve çeşitli etmenlerin etkisi incelenmiştir.
Gönderme güç seviyesi eniyilemesi ile orman ortamındaki kablosuz algılayıcı ağlarda yaşam süresi enbüyüklemesi
Orman ortamındaki kablosuz algılayıcı ağlarda (KAA) yaşam süresinin matematiksel model oluşturularak hesaplanması ve eniyilenmesiyle ilgili çalışma sunulmuştur. Eniyileme, düğümler arasındaki veri ve onaylama (ACKnowledge) paketlerinin güç seviyesine göre en uygun şekilde ayarlanması temeline dayanmaktadır. Sistem modelinin temelini oluşturan yol kaybı parametresi, birçok durumda sabit olarak alınmaktadır. KAA'nın yaşam süresi hesabına direkt olarak etkisi olan bu parametre uzun süren ölçümler sonucunda orman ortamı için modellenmiş ve yaşam süresi bu şekilde hesaplanmıştır. KAA'nın modellenmesiyle birlikte eniyileme için üç farklı metot önerilmiş ve bu metotların etkinliği karşılaştırılmıştır. Önceden yapılmış bir örneği olmayan bu çalışmada orman ortamı için yaşam süresi modellemesi yapılmış ve çeşitli etmenlerin etkisi incelenmiştir.
Gönderme güç seviyesi eniyilemesi ile orman ortamındaki kablosuz algılayıcı ağlarda yaşam süresi enbüyüklemesi
Orman ortamındaki kablosuz algılayıcı ağlarda (KAA) yaşam süresinin matematiksel model oluşturularak hesaplanması ve eniyilenmesiyle ilgili çalışma sunulmuştur. Eniyileme, düğümler arasındaki veri ve onaylama (ACKnowledge) paketlerinin güç seviyesine göre en uygun şekilde ayarlanması temeline dayanmaktadır. Sistem modelinin temelini oluşturan yol kaybı parametresi, birçok durumda sabit olarak alınmaktadır. KAA'nın yaşam süresi hesabına direkt olarak etkisi olan bu parametre uzun süren ölçümler sonucunda orman ortamı için modellenmiş ve yaşam süresi bu şekilde hesaplanmıştır. KAA'nın modellenmesiyle birlikte eniyileme için üç farklı metot önerilmiş ve bu metotların etkinliği karşılaştırılmıştır. Önceden yapılmış bir örneği olmayan bu çalışmada orman ortamı için yaşam süresi modellemesi yapılmış ve çeşitli etmenlerin etkisi incelenmiştir.
Akıllı ev cihazlarının dijital ikizleri üzerinden sosyal ve bilişsel beceriler kazanarak liberalleşmesi için sis bilişim ve dağıtık hesap defteri teknolojisi tabanlı bir mimari tasarım
Nesnelerin İnterneti (IoT) ekosisteminin belki de insan hayatının en içindeki uygulama alanı olan Akıllı Ev ve akıllı ev tipi cihazları, tüketiciler nezdinde, tüketicilerin bütün iyimser beklentilerine rağmen hayatlarına uyarlamakta tereddüt ettikleri teknolojiler olarak bulundukları emekleme dönemi içinde bocalamasını sürdürmektedir. Bu bocalamanın nedenlerini anlamak üzere derlenen araştırmalar, özel hayatın gizliliğine dair duyulan kaygıları, insan-merkezli yaklaşımın yoksunluğunu, Bilgi'nin özgürlüğünün kısıtlanması ile gerçek değerinin altında kullanılmasını, siber güvenlik ile ilgili endişeleri ve de IoT ve beraber çalıştığı teknolojilerin henüz gerçek potansiyeline ulaşamamış olmasını, tüketicilerin evlerinde IoT çözümlerini kullanmakta yaşadıkları tereddütlerin altında yatan temel sebepler olarak ortaya koymaktadır. Bunların yanında, IoT'nin hali hazırda başa çıkmaya çalıştığı kaynak fakirliği, ölçeklenebilirlik, servis kalitesi, mobilite, heterojenlik, beraber-çalışabilirlik, siber güvenlik, gizlilik ve yenilikçilik gibi zorluklar da hem bu tereddütleri körüklemekte hem de bu tereddütlerin giderilmesini daha mücadeleci bir noktaya taşımaktadır. Akıllı Ev teknolojilerini tüketiciler için çekici hâle getirmek, bahsi geçen zorlukların belirli bir seviyede de olsa hafifletilmesi ve bahsi geçen tereddütlerin giderilmesi yanında, Akıllı Cihazların, insanların İnternet'e olan yaklaşımında ve ilişkilerinde çığır açan Sosyal Medya uygulamalarındaki ilişkilerine benzer sosyal ilişkiler kurarak ve de öğrenme, kavrama, gerektiğinde karar verme gibi bilişsel yeteneklerle donatılarak, insanların ev ortamındaki konforlarını ve yaşam kalitelerini yükseltmek üzere hayatlarına ve karar süreçlerine sezgisel ve pürüzsüz bir biçimde dahil olup, gerçek anlamda katma değer katabilen uygulamaları desteklemeleri ile mümkün görünmektedir. İşte bu tez çalışması, son dönemde stratejik önem arz eden Dijital İkiz (DT), Dağıtık Hesap Defteri Teknolojileri (DLT) ve Sis Bilişim paradigmalarının IoT'nin zorluklarına getirdikleri çözüm potansiyelini kullanmak adına, Akıllı Ev ortamındaki akıllı ev tipi cihazlarının dijital ikizlerini, Sis Bilişim'in bir elemanı olan Akıllı Ev ağ geçidine yerleştiren ve bu Dijital İkizlerin Dağıtık Hesap Defteri Teknolojilerine katılımıyla Sosyal ve Bilişsel Nesnelerin İnterneti uygulamalarına imkân veren özgün bir model önermektedir. Önerilen model, kendisi için belirlenen çift yönlü ve güvenli Akıllı Cihaz – Dijital İkiz bağlaşımı, Dijital Kuklaların engellenmesi, Akıllı Cihaz sahibinin mutlak mülkiyet haklarını kullanması ve Dijital İkizlerin liberalleşmesi gereksinimlerini karşılamanın yanında oluşturduğu teknoloji sentezi ile IoT'nin zorluklarını hafifletmiş ve böylece tüketicilerin tereddütlerini giderebilecek Bilgi'nin serbestliğini ve ekonomik özgürlüğünü destekleyen ve bunu yaparken de güvenlik ve gizlilikten ödün vermeyen, açık bir ekosistemin mümkün ve de faydalı olabileceğini göstermiştir. Son olarak, referans model üzerinde öngörücü bakım, Akıllı Cihaz verisi satışı, kullanım eniyilemesi, Hizmet-olarak-Akıllı-Cihaz ve kullanım/kalite bazlı ücretlendirme gibi dağıtık uygulamaların kullanım senaryolarının incelenmesi ile, Akıllı Cihazların bağlantılı olma, sosyal ve bilişsel yeteneklerinin sadece akıllı olarak addedilmek için değil de tüketicilerin beklentilerini gözeterek, onların yararına çalışmak için akıllı olması durumunda tüketiciler için kullanılabilirlik ve benimsenebilirlik potansiyeline sahip oldukları ortaya konmuştur.
Çok atlamalı kablosuz algılayıcı ağlar için dağıtık bir eşzamanlama tekniğinin deneysel incelenmesi
Genelde tüm haberleşme ağları, özelde ise Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA), sağladıkları hizmetlerin sıkı gereksinimlerini yerine getirebilmek için eşzamanlamaya ihtiyaç duyarlar. KAA'larda eşzamanlama birden çok amaç için gereklidir (örneğin, uyuma-uyanma çizelgelemesi, olay tespit etiketlemesi). Literatürde KAA'lar için çeşitli eşzamanlama protokolleri önerilmiş ve bunların bazıları da deneysel olarak test yataklarında sınanmıştır. Fakat, KAA'larda çok-atlamalı eşzamanlama deneysel olarak hiç incelenmemiştir. KAA literatüründeki bu açıklığı kapatmak amacıyla bu çalışmada özgün bir eşzamanlama tekniğinin tasarım ve gerçeklemesi sunulmuştur. Ayrıca, önerilen tekniğin başarımı doğrudan deneylerle irdelenmiştir. Sonuçlarımız önerilen tekniğin üstün başarısını ortaya koymaktadır.
Tek darbe pasif yön bulma tekniklerinin analizi
Elektronik harp operasyonları; elektronik atak, elektronik savunma ve elektronik destek olmak üzere üç temel görevi içermektedir. Elektronik destek operasyonları savaş durumunda komuta kontrol mekanizmasına ya da dost birliklere istihbarat sağlamak, düşman sistemler hakkında değerli bilgi üretmek ve bu bilgileri hem saldırı hemde savunma operasyonlarında kullanmak üzere güncel, gizli ve hazır tutmak amacıyla gerçekleştirilen elektronik harp operasyonudur. Radar ikaz alıcı sistemleri hedefin varlığı, konumu, mesafesi ve yönü gibi kritik bilgileri üretmek için kullanılan elektronik destek sistemidir. Bu sistemler hedefin yönünü bulabilmek amacıyla farklı yön bulma teknikleri kullanmaktadır. Bu tezde tekdarbe yön bulma tekniklerinden genlik karşılaştırma ve faz karşılaştırma algoritmaları incelenmiştir. Genlik ve faz karşılaştırma algoritmaları kullanılarak standart 4, 6 ve 8 sektörlü anten yerleşim yapılarının farklı SNR ve frekans değerleri altında yön bulma performansı analiz edilmiştir. Faz karşılaştırma tekniği genlik karşılaştırma tekniğine göre daha yüksek doğrulukta yön kestirimi yapabilmektedir. Ancak yüksek frekanslarda yön bulma hatasını arttıran yön belirsizlikleri oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında, faz karşılaştırma tekniği ile ortaya çıkan belirsizliklerin sebepleri açıklanmış ve giderilebilmesi için çözüm önerileri sunulmuştur. Ayrıca belirli bir tarama aralığı için kırıklı anten yapıları kullanılarak az sayıda anten ile yön kestirimi yapılmış ve düşük hata oranları ile açı kestirimleri gerçekleştirilmiştir. Kullanılan anten sayısının azaltılması için farklı anten yerleşim geometrileri farklı SNR ve frekans altında denenmiş ve sonuçları sunulmuştur. Bunların dışında elektronik sistemlerin doğasından kaynaklı sistem uyumsuzluk hataları genlik ve faz karşılaştırma teknikleri için ayrı ayrı incelenmiş, antenlerin hedefe farklı yükseliş açılarında baktığı durumlar göz önünde bulundurularak, yükseliş açısı hatalarının yön bulma performansına etkisi analiz edilmiştir.
Radyo yayılım modellerinin kablosuz algılayıcı ağların yaşam süresine etkisinin incelenmesi
Kablosuz Algılayıcı Ağların (KAA) pratikte gerçeklenmesi hedeflenen işlevi en uygun şekilde yerine getirebilmeleri ancak algılayıcı düğümler arasındaki yol kaybı değerlerinin gerçekçi yol kaybı modelleri vasıtasıyla doğru olarak belirlenmesi ile mümkün olabilmektedir. Birçok araştırma için kritik olan yol kaybı değerlerinin hesaplanmasında basit modellerinin kullanılması yanlış sonuçlar alınmasına ve tasarlanan KAA'nın gerçekçi olmayan değerler sebebiyle öngörülenden düşük performansla çalışmasına sebep olabilmektedir. Bu sebeplerle KAA'larda gerçekçi yol kaybı modellemesi başarılı KAA tasarımı ve analizi için kritiktir. Bu amaçla temel Radyo Frekansı (RF) yayılım mekanizmaları, genel kablosuz haberleşme yol kaybı modelleri incelenmiştir. Ayrıca bu modeller içinden KAA karakteristiklerine uygun ve gerçekçi sonuçlar verebilen yol kaybı modelleri araştırılmıştır. Bu modeller nicel veriler ışığında karşılaştırılarak güçlü ve zayıf oldukları noktalar belirlenmiştir. Böylece KAA alanında çalışacak olan araştırmacılar için yol kaybı modeli seçimine yardımcı olacak bir çalışma yapılmıştır. Ayrıca nicel karşılaştırması yapılmış olan modeller ile KAA'larda ağ yaşam süresi enbüyüklemesine yönelik karışık tamsayılı programlama temelli eniyileme modelleri tasarlanmıştır. Böylece yol kaybı modellemelerinin ağ yaşam süresine etkisi ve yanlış modellerin kullanımı ile oluşabilecek muhtemel hataların değerlendirilmesi yapılmıştır. Son olarak ağ yaşam süresi enbüyüklemesine yönelik karışık tamsayılı programlama temelli eniyileme modelleri aracılığı ile kaynak ataması eniyilemesi yapılmıştır. Bu sayede akıllı şebeke uygulamalarına yönelik olarak algılayıcı düğümler arası haberleşmede kullanılan veri paketi boyutunun kablosuz algılayıcı ağının yaşam süresine etkisi incelenmiştir.
Kablosuz algılayıcı ağlarda link seviyesinde tokalaşma için iletim güç kontrolü
Kablosuz Algılayıcı Ağlarda (KAA) link seviyesinde veri iletişiminin temel mekanizması tokalaşma ile gerçekleşmektedir. Ağ yaşam süresini eniyilemek için veri ve alınan veriyi onaylayan paketlerin (ACK) iletim güç seviyelerinin en iyi şekilde seçilmesi gerekmektedir. Eğer en yüksek iletim güç seviyesi kullanılırsa tokalaşmanın başarısız olma olasılığı minimize edilir. Ancak bu durum bazı linklerde gereksiz güç harcanmasına neden olacağı için her zaman en yüksek ağ yaşam süresini sağlamayabilir. Bu tez çalışmasında veri ve ACK paketlerinin iletim güç seviyelerinin en iyi şekilde ayarlanmasının ağ yaşam süresine olan etkileri sistematik bir şekilde incelenmiştir. Bu kapsamda pratik varsayımlar altında KAA'ların enerji tüketiminin matematiksel programlama yöntemleri ile özgün bir şekilde modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu tez çalışmasında kablosuz haberleşme ve ağ araştırmalarında sıkça karşılaşılan kayıpsız geri besleme kanalı varsayımının (ACK paketlerinin kayıpsız bir şekilde kanaldan iletilmesi) geçerliliği incelenmiştir. Bu tez çalışması sonucunda bir KAA'da veri ve ACK paketleri için çözülmesi zor bir problem olan global güç seviye atamasının yapılması yerine, çözümü daha basit bir problem olan link bazında güç seviye atamasının yapılmasının ağ yaşam süresini global duruma göre ciddi boyutlarda düşürmediği tespit edilmiştir. Ayrıca ACK paketlerinin kayıpsız bir şekilde iletildiği varsayım olan kayıpsız geri besleme kanalı varsayımının pratik uygulamalarda yanıltıcı olduğu görülmüştür