Advanced asynchronous random access protocols

Beşinci nesil kablosuz sistemler ve ötesi çok sayıda basit makine tipi cihazın bağlanmasını gerektirmektedir ve bu durum masif makine tipi iletişimlerine (mMTCs) karşı yeni bir ilgi dalgasına yol açmaktadır. İnsan merkezli iletişim sistemlerinden farklı olarak mMTC'ler, her kullanıcı düğümünün öngörülemeyen bir şekilde düzensiz olarak küçük veri blokları ürettiği çok sayıda cihazdan oluşur. Bu tür senaryolarda, geleneksel çoklu erişim şemaları, örneğin zaman bölmeli çoklu erişim veya frekans bölmeli çoklu erişim uygun değildir, çünkü gerekli karmaşıklık ve gecikme nedeniyle kaynak tahsisi ve programlamaya dayalı yaklaşımlar uygun şekilde uygulanamaz. Bu durum koordineli olmayan rastgele erişim (RA) protokollerinin kullanımını motive etmekte ve asenkron ALOHA benzeri çözümleri bu tür uygulamalar için ideal adaylar haline getirmektedir. Bu tezde, gelişmiş asenkron RA protokollerinin tasarımını ve analizini farklı ayarlar için ele alıyoruz. İlk olarak, çarpışmaların ardışık girişim iptali ile çözüldüğü çarpışma kanalında düzenli ve düzensiz tekrar oranlarına sahip çekişme çözünürlüğü ALOHA (CRA) ve düzensiz tekrarlı ALOHA (IRA) protokollerini inceliyoruz. Ayrıca, IRA ile paket kopyalarının temiz parçalarının bir araya getirildiği replika birleştirmesi ile düzensiz tekrarlı ALOHA (IRARC) adlı şemayı öneriyoruz. İkinci olarak, kendi kendine sürdürülebilirlik motivasyonu ile enerji hasadını (EH) sisteme dahil ediyoruz ve RA protokollerini EH düğümleriyle çalışıyoruz. Son olarak, sistem performansını daha da iyileştirmek için IRA'nın paket uzunluğu çeşitliliği ile genellemesini öneriyoruz. Önerilen tüm RA protokollerinin asimptotik analizlerini sunuyoruz ve sistem verimini maksimize etmek için optimum tekrar dağılımlarını belirliyoruz. Ayrıca, önerilen yaklaşımların etkinliğini daha da göstermek için hem asimptotik hem de pratik senaryolar için kapsamlı bir sayısal sonuç seti sunuyoruz.