Advanced communication techniques for next-generation cognitive wireless networks

Kablosuz araçlar yaygınlaştıkça elektromanyetik tayfa olan talep kablosuz haberleşmede iki soruna yol açacak şekilde artmıştır. Bunlardan ilki tayf kıtlığı sorunudur. Tayfın büyük bölümü lisanslı kullanıcılara ayrıldığı için, lisansı bulunmayan kullanıcılar yetersiz tayf bandı problemi ile karşı karşıya kalmaktadır. Elektromanyetik tayf yetersiz olduğundan etkili kullanılmalıdır. Lisanslı olmayan tayf bantlarının kullanımı çok yoğunken, lisanslı olanlar yeterince kullanılmamaktadır. İkinci sorun verimsiz tayf kullanımı sorunudur. Bilişsel radyo bu sorunları aşmak ve tayf-bilinçli gelecek nesil kablosuz ağları gerçekleştirmek için gelecek vaadeden bir teknolojidir. Bu teknoloji lisansı olmayan kullanıcıların lisanslı tayfa fırsatçı bir şekilde erşebilmelerine sınırlı olarak lisanslı kullanıcılara girişim koşuluyla olanak sağlar. Bu tezde gelecek nesil bilişsel kablosuz ağları gerçekleştirebilmek için bilişsel radyo benimsenmiştir. Gelecek nesil bilişsel kablosuz ağların alanı çok büyük olduğundan, bu tez bu ağların alt kümesine odaklanmaktadır. Bu yüzden, bu tez gelecek nesil bilişsel kablosuz ağlar için bilişsel radyo özelliğine sahip olan dört farklı kablosuz ağı incelemektedir. Bu dört önemli ağda gelişmiş haberleşme teknikleri önerilmiş ve analiz edilmiştir. İlk olarak bilişsel radyo tasarsız ve alğılayıcı ağlar çalışılmıştır. Bu ağlarda, tayf fırsatı karakterizasyonu sağlanmış, hareket-bilinçli kümeleme protokolü önerilmiş, çok kanallı tayf bilinçli ortamlarda kümeleme incelenmiş, enerji eniyileyerek haberleşme uzaklığı bulunmuş ve ağ kodlaması çoklu iletişimde kullanılarak incelenmiştir. İkinci olarak bilişsel radyo özellikli kablosuz ağlı kontrol sistemleri incelenmiştir. Azami kapsama alanı ve azami enerji verimliliği Kalman süzgeci yakınsaması ve azami masraf verimliliği ile birlikte incelenmiştir. Üçüncü olarak bilişsel kablosuz çoklu ortam ağları çalışılmıştır. Zorluklar ve gereklilikler bu tarz ağlarda tayf-bilinçli haberleşmeyi gerçekleştirebilmek için analiz edilmiştir. Varolan çözümler incelenmiş, ve açık araştırma konuları belirlenmiştir. Dördüncü olarak nesnelerin interneti incelenmiştir. Bu paradigma tayf kıtlığı sorununun çözümünü daha zor hale getirmiştir. Ayrıca nesnelerin internetinde bulunan düğümlerin kaynakları kısıtlıdır. Bu nedenle bilişsel radyo kullanılarak bu sorunların üstesinden gelinebilir. Ağ kodlaması kullanılarak haberleşme teşebbüslerini en aza indirmek için kullanılmış, enerji toplama işlemi akıllı şebeke ve akıllı şehir uygulamalarında kullanılarak kısıtlı enerji problemi giderilmiştir. Bu tezdeki analizler ve çalışmalar gelecdek nesil bilişsel kablosuz ağların gerçeklenebilmesine yardımcı olmuştur. Ayrıca bu tez açık araştırma problemlerini ortaya çıkarmış ve bilşsel radyonun gelecek nesil haberleşme sistemlerinde nasıl uygulanabileceği ortaya konulmuştur.