Bu Reklamı Kapat

Otonom Araçların Haberleşebilmesi için Yeni Bir Yöntem Geliştirdik: Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzeyler!

Otonom Araçların Haberleşebilmesi için Yeni Bir Yöntem Geliştirdik: Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzeyler!
Bu Reklamı Kapat
Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
4 dakika
1,676 Okunma Sayısı
Notlarım
Bu Reklamı Kapat

Otonom aracınızın sizinle veya çevresiyle nasıl daha iyi haberleşebileceğini düşünmek için henüz çok mu erken? Bizim için bu sorunun cevabı "Hayır!" - ki bu konu üzerine aylarca kafa patlattık! Böylece, 5G ötesi haberleşme ve çevresiyle tamamen iletişim halinde olan otonom araçlar hayatımıza girdiğinde, artık verecek bazı cevaplarımız var!

Bu çalışmamızda araçların çevresiyle iletişimini (V2X Communications) daha sağlıklı bir şekilde sağlamak için gerçek zamanlı kontrol edilebilen ve yeniden programlanabilir akıllı yüzeylerin (İng: "Repogrammable Intelligent Surfaces" veya kısaca "RIS") kullanımını öneriyoruz.[1]

Gelecek Nesil Haberleşme Sistemleri Neler Olacak?

Birbirine tamamen bağlı otonom araçlar vizyonunu gerçekleştirmek için sağlanacak haberleşme sisteminin çok yüksek kapasitede ve çok düşük gecikmeyle bilgi aktarması gerekmektedir. Araçların seyir hızları düşünüldüğünde en ufak bir gecikme veya paket kaybı ciddi trafik kazalarına sebep olabilir.

Bu Reklamı Kapat

Bu gereksinimler karşılamak için yeni nesil haberleşme teknolojileri (5G ve ötesi) her an geliştirilmeye devam ediyor; fakat, her ilerleme yayında aşılması gereken yeni bir engel getiriyor: 5G ve ötesi haberleşmede daha hızlı ve yüksek bant genişlikli veri aktarımı için kullanılacak frekanslarda elektromanyetik dalgalar daha çok yol kaybına uğruyor ve daha kısa mesafelere ulaşabiliyor. Tam da bu yüzden yeniden programlanabilir akıllı yüzeyler, gelecek nesil haberleşme için bir önem teşkil ediyor ve günümüzde araştırmacılar tarafından çokça araştırılan bir konu durumunda.

Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzey Nedir?

Yeniden programlanabilir akıllı yüzeyler tıpkı bir LED ekran gibi birden çok pikselden oluşup bu piksellerin her biri ise metamalzeme adı verilen, farklı koşullar altında farklı özellikler gösterebilen malzemelerden meydana gelmektedir. Yüzeyler bu pikseller sayesinde üzerlerine gelen elektromanyetik dalgaları istenilen yönde yansıtma veya tamamen soğurma gibi özellikler gösterebilmektedir. Bu davranış ise kablosuz haberleşme için tamamen yeni bir alan açıp haberleşme ortamının programlanabilmesini sağlıyor. Bu yüzeyler sayesinde yeni baz istasyonları kurmadan elektromanyetik dalgaları yönlendirerek çok daha verimli bir haberleşme sağlanması bekleniyor.

Asıl soru ise bu yüzeylerin nasıl en efektif şekilde kullanılabileceği. Bunu anlamak için, öncelikle bu yüzeylerin elektromanyetik davranışlarını anlamamız ve formüle etmemiz gerekti. Sonrasında ise formülasyonlarımızı literatürdeki bilgilerle eşleyerek, yüzeylerin iki farklı çalışma modunu açıkladık: Bu modlardan biri hüzme yönlendirme modu ve diğeri ise odaklama modu olarak adlandırılmakta.

Bu Reklamı Kapat

Bu iki mod arasındaki ana fark, hüzme yönlendirme modunda gelen hüzmelerin eğrilikleri korunarak sadece yönleri değiştirilirken, odaklama modunda tüm hüzmelerin tek bir noktaya odaklanabilmesidir. Tüm hüzmeleri tek bir noktaya (bu çalışma bağlamında bir araca) odaklamak maksimum sonucu verse de bu, aracın konumunun sürekli ve hassas takibini gerektirdiği için diğer moda göre işlemsel olarak çok daha karmaşık olabileceğinden, çalışmamızda iki mod için de hesaplamalara yer verdik.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Güvenilir otonom araç haberleşmesi için önerilen, otoyol boyunca yerleştirilmiş değişen sayıdaki RIS senaryosu.
Güvenilir otonom araç haberleşmesi için önerilen, otoyol boyunca yerleştirilmiş değişen sayıdaki RIS senaryosu.
IEEE Transactions on Vehicular Technology

Tüm elektromanyetik davranışlar formüle edildikten sonra, elimizdeki belirli sayıdaki ve boyuttaki yüzeyleri bir otoyol üzerinde nasıl konumlandırırsak en iyi performansa ulaşacağımızı araştırdık. Bunun için de yüzey boyutu ve çalışma modlarını dahil ettiğimiz bir optimizasyon problemi kurduk. Bu problemi analitik olarak basitleştirip çözdükten sonra, istenilen sayıda yüzeyin bir otoyola nasıl konumlandırılacağını hesaplayan bir algoritma oluşturduk.

Sonuçlar

Elde ettiğimiz sonuca göre her bir yüzey, dağınık yansıtıcı özelliğinden dolayı, alıcı veya vericiye en yakın olduğu zaman en yüksek iletim performansına sahip olabiliyor. Yüzeylerin hareket halindeki araçlara göre konumunun sabit olamayacağı düşünüldüğünde, optimum sonucun baz istasyonlarına, algoritma ile elde edilen, en yakın mesafelerde yerleştirilmesi sayesinde alındığını gösterdik. Bu sonuçları, aşağıdaki figürde yüzeyleri rastgele veya eşit aralıklarla yerleştirme durumundaki sonuçlarla birlikte verdik. Böylelikle doğru yüzey konumlandırmasının alınan sinyal gücünü ~25 dB artırabildiğini gözler önüne sermiş olduk.

2 Adet RIS'in eş-aralıklı, rastgele ve optimum yerleşimleri sonucu elde edilen sinyal gücü.
2 Adet RIS'in eş-aralıklı, rastgele ve optimum yerleşimleri sonucu elde edilen sinyal gücü.
IEEE Transactions on Vehicular Technology

Bir sonraki aşama olarak yüzey boyutlarının araçlar tarafından alınan sinyal gücünü nasıl etkilediğini araştırdık. Aşağıdaki figürde, en solda, herhangi bir yüzey kullanılmadığı durumdaki alınan gücü, ortada ise iki adet optimal şekilde konumlandırılmış yüzeyin değişen boyutunun etkisini görüyoruz. Görüldüğü üzere, boyutun artması, bir süre sonra sinyal gücünü değiştirmiyor. Sağdaki figürde bir önceki senaryonun odaklama modundaki durumunu görüyoruz. Burada artan yüzey boyutunun alınan sinyal gücünü sürekli artırdığını görebiliriz.

Farklı çalışma modlarında alınan sinyal gücünün RIS boyutuyla bağlantısı. Sol: Sadece görüş hattı ışını (RIS yok), Orta: Hüzme yönlendirme modu, Sağ: Odaklama modu.
Farklı çalışma modlarında alınan sinyal gücünün RIS boyutuyla bağlantısı. Sol: Sadece görüş hattı ışını (RIS yok), Orta: Hüzme yönlendirme modu, Sağ: Odaklama modu.
IEEE Transactions on Vehicular Technology

Bu durum, daha önce de söz ettiğimiz tüm hüzmelerin tek bir noktaya odaklanabilmesi yeteneğinden kaynaklanıyor: Büyüyen yüzeyler daha fazla elektromanyetik dalgaya maruz kaldığı için daha fazla gücü bir noktaya toplayabiliyor. Hüzme yönlendirme durumda her ne kadar alan büyüse de hüzme eğriliği korunduğu için bir aşamadan sonra toplanan gücün belirli bir kısmı araca ulaşana kadar yol kaybına uğruyor.

Son Söz

Bu çalışmada elde ettiğimiz bilgiler ışığında, yeniden programlanabilir akıllı yüzeyleri böyle bir senaryoda kullanıp haberleşme kalitesini iyileştirmek mümkün olabilir. En iyi performans ise yüzeyler odaklama modundayken algoritma tarafından verilen optimum konumlara yerleştirildiğinde elde edilir.

doi: 10.47023/ea.bilim.11251

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 4
  • Muhteşem! 2
  • Bilim Budur! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Umut Verici! 1
  • Merak Uyandırıcı! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 23/01/2022 23:49:29 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11251

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Bu Reklamı Kapat
Bu Reklamı Kapat
Size Özel (Beta)
İçerikler
Genel Halk
Kalıtım
Oyun Teorisi
Evrim
Dişler
Seçilim
Galaksi
Klinik Mikrobiyoloji
Yapay Zeka
Maskeler
Uluslararası Uzay İstasyonu
Afrika
Şiddet
Yüzey
Bilişsel
Ortak Ata
Ölçüm
Carl Sagan
Epidemik
Kütle
Güneş
Köpek
Doktor
Nörobiyoloji
Transkripsiyon
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nda reklamları 2 şekilde kapatabilirsiniz:

  1. Ücretsiz üye girişi yapmak: Sitedeki reklamların %50 kadarını kapatmak için ücretsiz bir Evrim Ağacı üyeliği açmanız ve sitemizi/uygulamamızı kullanmanız yeterli!

  2. Maddi destekçilerimiz arasına katılmak: Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Önizleme
Görseli Kaydet
Sıfırla
Vazgeç
Bu Eseri Neden Tavsiye Ediyorsun?
Aşağıdaki kutuya, isimli neden tavsiye ettiğini girebilirsin. Ne kadar detaylı ve kapsamlı bir analiz yaparsan, bu eseri [OKUMAK/İZLEMEK] isteyenleri o kadar doğru ve fazla bilgilendirmiş olacaksın. Tavsiyenin faydalı bulunması halinde Evrim Ağacı kullanıcılarından daha fazla UP kazanman [UP bilgi linki] mümkün olacak. Tavsiyenin sadece negatif içerikte olamayacağını, eğer bu sistemi kullanıyorsan tavsiye ettiğin içeriğin pozitif taraflarından bahsetmek zorunda olduğunu lütfen unutma. Yapıcı eleştiri hakkında daha fazla bilgi almak için burayı okuyabilirsin.
Tavsiye Et