DÜŞÜK HIZLI KABLOSUZ KİŞİSEL ALAN AĞLARINDA GÜRÜLTÜLÜ SİNYALLERE YÖNELİK ADAPTİF VERİ DİZİSİ ÜRETECİ

Kablosuz Kişisel Alan Ağları (PAN, Personal Area Networks), bilgisayarlar, telefonlar ve endüstriyel cihazlar arasında veri iletişiminde kullanılan bilgisayar ağlarıdır. Bu ağlar kısa iletişim mesafelerinde, düşük veri hızlarında, düşük güçte radyo sinyalleriyle çalışırlar. IEEE 802.15.4 protokolü bu ağlarda yaygın olarak kullanılan bir standarttır. IEEE 802.15.4 protokolünün fiziksel katmanındaki her paket dört bitlik veri sembollerine ayrıştırılır ve her sembol otuz iki bitlik sözde rasgele gürültü dizisine (PN Chip Sequence) çevrilir. Bu makalede IEEE 802.15.4 protokolünde farklı kablosuz kanal türleri için birim zamanda maksimum veri iletimini gerçekleştirebilecek en iyi veri dizilerin bulunması amaçlanmıştır. Bunu gerçekleştirmek için adaptif bir veri dizisi üretme mekanizması önerilmiştir. IEEE 802.15.4 protokolünün mevcut ve önerilen PN dizilişleri ile MAC performans analizleri yapılmıştır. Önerdiğimiz metot, çip dizilerinin bit uzunluğunun adaptif yapıda ayarlayarak paket gönderim başarısını artırmıştır. Ortamdaki gürültü seviyeleri gözetilerek adaptif PN dizileri üretilmiştir. Bu diziler, standart IEEE 802.15.4 dizilerine kıyasla veri aktarım oranında dikkate değer artışlar sağlamıştır. Önerinin başarısı, karşılaştırmalı performans sonuçlarını gösteren tablolar ve grafiklerle açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Kablosuz kişisel alan ağları, ortam erişim kontrol performansı, gürültü benzeri çip dizileri, katmanlar arası haberleşme

PDF

___

Öztaş, Ş., Belen, M., Kaya, İ. ve Kaya, A., “Zigbee Teknolojisi Kullanılarak Kablosuz Kafe Otomasyon Sistemi Tasarımı”, Elektrik-Elektronik Bilgisayar Sempozyumu (FEEB 2011), Elazığ/Türkiye, 203-206, 5-7 Ekim 2011.
Ci, S. ve Sharif, H., “A Link Adaptation Scheme For Improving Throughput in the IEEE 802.11 Wireless LAN”, in Proceedings of the 27th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks, Tampa, USA, 205-210, 6-8 November 2002.
Lin, Y., “Efficient Dynamic Frame Aggregation in IEEE 802.11s Mesh Networks”, International Journal of Communication Systems, Cilt 10, 1319-1338, 2009.
Xia, Q. ve Hamdi, M., “Contention Window Adjustment for IEEE 802.11 WLANs: a Control-theoretic Approach”, in Proceedings of IEEE on Communications (ICC06), Istanbul, Turkey, 3923-3928, 11-15 June 2006.
Nafaa, A., “Sliding Contention Window (SCW): Towards Backoff Range-based Service Differentiation Over IEEE 802.11 Wireless LAN Networks”, IEEE Network, Cilt 19, No 4, 45-51, 2005.
Kim, B.S., Fang, Y. ve Wong., T.F., “Throughput Enhancement Through Dynamic Fragmentation in Wireless LANs”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Cilt 54, No 4, 1415-1425, 2005.
Ci, S. ve Sharif, H., “Adaptive Approaches to Enhance Throughput of IEEE 802.11 Wireless LAN With Bursty Channel”, in Proceedings of the 25th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks, Tampa, USA, 44-45, 8-10 November 2000.
Qiao, D. ve Choi, S., “Goodput Enhancement of IEEE 802.11a Wireless LAN Via Link Adaptation”, in Proceedings of IEEE International Conference on Communications, Helsinki, Finland, 1995-2000, 11-14 June 2001.
Qiao, D., Choi, S. ve Shin, K.G., “Goodput Analysis and Link Adaptation for IEEE 802.11a Wireless LANs”, IEEE Transactions on Mobile Computing, Cilt 1, No 4, 278-291. 2002.
Foh, C. ve Zukerman, M., “Performance Analysis of the IEEE 802.11 MAC Protocol”, in Proceedings of EW 2002 Conference, Florence, Italy, 184-190, 25-28 February 2002.
Li, F., “Tools and Techniques for Measurement of IEEE 802.11 Wireless Networks”, in Proceedings of the 4th International Symposium on Modeling and Optimization in Mobile, Ad Hoc and Wireless Networks, Boston, USA, 1-8, 3-6 April 2006.
Sato, T. , Kawabe , M., Kato, T. ve Fukasawa, A., “Throughput Analysis Method for Hybrid ARQ Schemes Over Burst Error Channels”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Cilt 42, 110-118, 1993.
Wang, H.S. ve Chang, P.C., “On Verifying the First-order Markovian Assumption for a Rayleigh Fading Channel Model”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Cilt 45, 353-357, 1996.
Shu, F. ve Sakurai, T., “A New Analytical Model For the IEEE 802.15.4 CSMA-CA Protocol”, Computer Networks, Cilt 55, 2576-2591, 2011.
Goyal, M., “A Stochastic Model For Beaconless IEEE 802.15.4 MAC Operation”, Computer Communications, Cilt 34, 1460-1474, 2011.
Misic, J., Shafi, S. ve Misic, V., “The Impact of MAC Parameters on the Performance of 802.15.4 PAN”, Ad Hoc Networks, Cilt 3, 509-528, 2005.
Zhu, J., Tao, Z. ve Lv, C., “Performance Evaluation for a Beacon Enabled IEEE 802.15.4 Scheme With Heterogeneous Unsaturated Conditions”, International Journal of Electronics and Communications (AEÜ), Cilt 66, 93-106, 2012.
Fukawa, K., “Packet-Error-Rate Analysis Using Markov Models of the Signal-To-Interference Ratio for Mobile Packet Systems”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Cilt 61, No 6, 2517-2530, 2012.
Badia, L., Baldo, N., Levorato, M. ve Zorzi, M., “A Markov Framework For Error Control Techniques Based on Selective Retransmission in Video Transmission Over Wireless Channels”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications (JSAC), Cilt 28, No 3, 488-500, 2010.
Lee, C.Y., Cho, H., Hwang, G.U., Doh, Y. ve Park, N., “Performance Modeling and Analysis of IEEE 802.15.4 Slotted CSMA/CA Protocol With ACK Mode”, International Journal of Electronics and Communications, Cilt 65, No 2, 123–131, 2011.
Park, P., “Duty-cycle Optimization For IEEE 802.15. 4 Wireless Sensor Networks”, Computer Communications, Cilt 10, No 1, 12-44, 2013.
Marco, P.D., Park, P. ve Johansson, K. H., “Analytical Modeling of Multi-hop IEEE 802.15.4 Networks”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Cilt 61, No 7, 3191-3208, 2012.
Wang, F., Li., D. ve Zhao, Y., “Analysis of CSMA/CA in IEEE 802.15.4”, IET Communications, Cilt 5, 2187-2195, 2011.
Sönmez, İ., IEEE 802.15.4 Standardına Uyumlu RF Haberleşme Uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007.
IEEE P80215 Working Group, “IEEE 802.15.4 - 2003: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)”, IEEE Protocol Specifications, (erişim: 14 Ağustos 2015), http://standards. ieee.org/getieee802/download/802.15.4-2003. pdf, 2003.
Goyal, M., Prakash, S., Xie, W., Bashir, Y., Hosseini, H., Durresi, A. ve Wisconsin, U., “Evaluating the Impact of Signal To Noise Ratio on IEEE 802.15.4 PHY-Level Packet Loss Rate”, in Proceedings of the 13th International Conference on Network-Based Information Systems, Takayama, Japan, 279-284, 14-16 September, 2010.
Mathworks Support Team, “Bit Error Rate (BER)”, Mathworks Support Web Site, (erişim: 4 Şubat 2014), www.mathworks.com/ help/comm/ug/bit-error-rate-er.html#bq422mf, 2014.