Mobility management and resource allocation strategies for visible light communication networks

Görünür ışık haberleşmesi (VLC) sistemlerine son yıllarda giderek artan bir ilgi mevcuttur. Literatürdeki noktadan noktaya VLC sistemlerini inceleyen çalışmalar yeterli olgunluk seviyesindedir ve özellikle fiziksel katman ile ilgili çalışmalar VLC'nin potansiyelini ortaya koymaktadır. Fakat, VLC sistemlerini çok kullanıcılı, çok hücreli ve ağ tabanlı bir kablosuz ağ teknolojisine dönüştürmek için üst katman konularını inceleyen önemli yeni çalışmalara ihtiyaç vardır. Bu tez iç mekan ve taşıtlara ilişkin VLC sistemlerinde kaynak ataması ve hareketlilik yönetimi tekniklerine odaklanır. Bu tezin ilk kısmında, doğru akım eşikli optik ortogonal frekans bölmeli çoğullama (DCO-OFDM) tekniğine dayalı merkezi bir VLC ağı için kullanıcı memnuniyet indeksini maksimize eden bir alt taşıyıcı atama problemi formüle edilmiştir. Bu problemin çözümü için biyolojiden ilham alan parçacık sürü optimizasyonu (PSO) kullanılmıştır. Önerilen algoritmanın üstünlüğü kapsamlı bir simülasyon çalışmasıyla gösterilmiştir. Tezin ikinci kısmında, OFDM temelli iç mekan VLC ağları için enerji tasarruflu dinamik kaynak yönetimi yapısı önerilmiştir. Spesifik olarak, kuyruk kararlılığı ve güç kısıtları altında ortalama sistem çıktısını maksimize etmek için ağ kaynaklarının kullanımını en iyileyen stokastik katmanlar arası optimizasyon problemi formüle edilmiş ve incelenmiştir. Tezin son kısmında, iç ve dış mekan VLC ağları için el değiştirme yöntemleri önerilmiştir. İlk olarak, iç mekan VLC ağları için koordineli çok-noktalı (CoMP) iletimli bir el değiştirme algoritması önerilmiş ve önerilen algoritmanın performansı ışın takibine dayalı fiziksel kanal kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonrasında, taşıtlara ilişkin VLC ağları için hıza duyarlı dinamik bir el değiştirme yöntemi gösterilmiştir. Önerilen algoritma, ek geri bildirim bilgisi gerektirmeden araç hızını dikkate alarak el değiştirme parametrelerini dinamik olarak revize eder.