Çoklu jeton dolaşımı ile uçan tasarsız ağlar içerisinde bilgi alışverişi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: EYÜP EMRE ÜLKÜ
Danışman: BUKET DOĞAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde, insansız hava araçlarının (İHA) hem sivil hem de askeri alanlarda kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Otonom olarak hareket edebilen İHA' lar, bu özellikleri sayesinde zorlu ve tehlikeli görevleri insan hayatını riske atmadan gerçekleştirebilmektedir. İHA teknolojilerinin maliyetlerindeki düşüş ve minyatürleşme, tek bir İHA yerine, birden fazla mini veya mikro İHA içeren çoklu İHA sistemlerinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. İHA grupları ya da İHA takımları olarak adlandırılan bu sistemler, karmaşık ve zorlu görevlerin daha kısa sürede daha verimli bir şekilde tamamlanmasını sağlamaktadır. Çoklu İHA sistemlerinin sorunsuz bir uçuş gerçekleştirebilmelerinin en önemli şartı İHA' ların birbirleri ile haberleşebilmeleridir. İHA' lar arası haberleşmenin sağlanabilmesinde uçan tasarsız ağ (UTA) yapısı en etkin çözümlerin başında gelmektedir. UTA yapısı ile birlikte, çoklu İHA sistemlerinde haberleşme problemi çözüme ulaştıktan sonra, çözülmesi gereken bir başka problem ise İHA' ların birbirlerinin konum bilgilerini nasıl öğrenecekleridir. İHA' ların birbirlerinin konum bilgilerini öğrenmelerinde GPS ve LIDAR sistemleri kullanılabilir ancak bu sistemler çoklu İHA sistemleri için maliyetli çözümlerdir. Bu duruma ek olarak, bu sistemlerin kullanılamadığı ve dezavantajlı olduğu çeşitli durumlar da mevcuttur. Bu sebeplerden dolayı UTA içerisinde İHA' ların birbirlerinin nerede olduğunu öğrenmelerini sağlayacak alternatif bir çözüme ihtiyaç vardır. Bu tez çalışmasında geliştirilen çoklu jeton dolaşımı tabanlı yaklaşım, İHA' ların birbirlerinin konum bilgilerini öğrenmeleri için LIDAR ve GPS teknolojilerine alternatif ve düşük maliyetli bir çözüm getirmektedir. Bu yaklaşımda, içerisinde İHA' ların koordinat bilgilerini tutan bir jeton paketi UTA içerisinde dolaşarak İHA' ların birbirlerinin konumlarını öğrenmelerini sağlamaktadır. UTA içerisindeki İHA sayısı arttıkça, jeton içerisinde tutulan bilginin boyutu ve jetonun dolaşması gereken düğüm sayısı da artmaktadır. Bu durumda, UTA içerisinde jetonun dolaşım süresi uzamaktadır. Bunun sonucunda, İHA' lar birbirlerinin konumlarını doğru bir şekilde öğrenememektedirler. Bu durumun önüne geçmek için birden fazla jeton kullanılarak dolaşım süresi kısaltılmakta böylelikle İHA' ların birbirlerinin konumlarını daha az hata ile öğrenmeleri sağlanmaktadır. Çoklu jeton kullanımında, jetonların çarpışma durumları karşımıza çıkmaktadır. Çarpışma, mesajların (konum bilgilerinin) kaybolmasına veya hatalı ulaşmasına neden olmaktadır. Bu durum da, İHA' ların birbirlerinin konum bilgilerini hatalı veya geç öğrenmelerine sebebiyet verir. Jetonların çarpışmalarının önüne geçmek amacıyla ikinci bir kanal kullanılmıştır. Böylelikle gerçekleştirilen iki kanallı yapı ile çoklu İHA sistemlerinde konum bilgisinin çoklu jeton tabanlı yaklaşımla dolaştırıldığı bir protokol oluşturuldu. Bu modelde, jetonlar tek bir kanal üzerinden dolaşım gerçekleştirmektedir. İkinci kanal üzerinden ise jeton yönlendirmeleri gerçekleştirilerek çakışmaların önüne geçilmektedir. Çalışmanın ilk bölümünde, çalışmanın amaç ve önemi, çalışmanın içerisinde yer alan kavramların açıklamaları ve literatür araştırmalarına yer verilmiştir. Materyal ve yöntem bölümünde, geliştirilen algoritma anlatılmaktadır. Üçünde bölümde, geliştirilen yöntem simülasyon ortamında farklı İHA sayısı, İHA hızı, jeton sayısı ve topoloji gibi parametre değerlerine göre test edilerek, elde edilen sonuçlar grafikler yardımıyla açıklanmaktadır. Son bölümde ise, çalışmanın değerlendirilmesine yer verilmektedir.