Power control and multihop communication approaches for the coexistence of ieee 802.11af and IEEE 802.22 networks in tv white space

Abstract

Haberleşme ağları, son yıllarda bilim insanlarının en önemli çalışma alanları arasındayer almaktadır. Teknoloji geliştikçe birçok farklı konuda ve içerikte çalışmalaryürütülmüştür. Bazı yeni teknolojiler ortaya çıkarken, bazı teknolojilerin de süreleridolmuştur. Son yıllarda süresi dolan teknolojilerden bir tanesi analog TV yayınıdır.Analog TV yayınından dijital TV yayınına geçişle birlikte, eski analog TV frekansbantları yeni teknolojilerin uygulanabilmesi için uygun hale gelmiştir. Bu tayf TVBeyaz Boşluğu (TVBB) olarak adlandırılmaktadır. TVBB'nin geniş kapsama alanı veiyi sinyal iletim özellikleri sayesinde araştırmacılar ve mühendisler bu değerli tayf içinstandartlar geliştirmeye odaklanmıştır. Aynı zaman sürecinde, bilişsel radyolar tabanlıbir başka yeni teknoloji araştırılmış ve uygulanmıştır. TVBB standartları vearaştırmaları arasında bir odak alanı lisanssız (ikincil) kullanıcıların tayfa erişimininizni olmuştur. Her ne kadar lisanslı (birincil) kullanıcılar için bulunan çözümler başarılıolsa da, ikincil kullanıcıların birlikte varolabilmeleri için yapılan çalışmalar kesinsonuçlar verememiştir. Bu araştırmaların bir kısmı IEEE 802.22 kablosuz bölgesel alanağı ve IEEE 802.11af kablosuz yerel alan ağı üzerinedir. Bununla birlikte, iki heterojenağın doğaları gereği birbiriyle haberleşememesi sonucu, ileri bir birlikte varolabilmeyöntemine ihtiyaç duyulmaktadır.Bu tezde, önceki çalışmalardan farklı olarak, IEEE 802.22 ve IEEE 802.11af'nin farklıbirlikte varolabilme senaryoları için meşgul tonu tabanlı güç kontrolü ve çok sekmelihaberleşme algoritmaları uygulanmıştır. Bilgisayar benzetimleri aracılığıyla paketgirişim oranı sonuçları ve başarılı paket oranı sonuçları elde edilmiş ve geliştirilmişsonuçlar sunulmuştur. Ek olarak, gerçekçi kanal modelleri ve log-normal gölgelemealtında paket girişim oranı ve başarılı paket oranı sonuçları sunulmuştur. Sunulansonuçlar varolan meşgul tonu tabanlı yaklaşımların sonuçlarını geliştirmek adınaönemlidir.

Communication networks have been among the most important research fields ofscientists in the recent years. Researches have been conducted in various differenttopics and contents as technology has evolved. As some new technologies becomeavailable, some technologies become out of date. One of the outdated technologies inrecent years is the analog TV broadcasting. With the shift from analog TV broadcastingto digital TV broadcasting, the frequency bands of old analog TV broadcasting hasbecome available for the implementation of new technologies. This spectrum is calledTV White Space (TVWS). Due to wide coverage and good signal transmissionproperties in TVWS, researchers and engineers have focused on developing standardsfor this valuable spectrum. Within the same period of time, another new technologybased on cognitive radios has been investigated and implemented. Among the standardsand technologies developed for TV White Space, one focus area has been to allow theaccess of unlicensed (secondary) users to the spectrum. Even though solutions forprotecting the licensed (primary) users has been successful, researches for protectingthe secondary users in coexistence have not given conclusive results. Several of theseresearches are on the coexistence of IEEE 802.22 wireless regional area network andIEEE 802.11af wireless local area network. However, due to the nature of twoheterogeneous networks not communicating with each other, there is a need for furthercoexistence mechanisms.In this thesis, different from the earlier works, busy tone based power control andmultihop communication algorithms are implemented for different coexistencescenarios of IEEE 802.22 and IEEE 802.11af. Interfering packet rate results andsuccessful packet transmission rate results obtained via computer simulations andimproved results are presented. In addition, interfering packet rate results andsuccessful packet transmission rate results are presented under realistic channel models and log-normal shadowing. The presented results are important to improve the resultsof existing busy tone based approaches.