Paylaşım Yap
Tüm Reklamları 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!
4 dakika
3,541
Tüm Reklamları 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.

Tüm Reklamları 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 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.

Tüm Reklamları Kapat

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.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

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.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
25
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 12
  • Muhteşem! 3
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 3
  • Bilim Budur! 2
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • İnanılmaz 1
  • Umut Verici! 1
  • Korkutucu! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

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 22/06/2024 08:29:01 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.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Homo Sapiens
Dişler
İfade
Protein
Ateş
Video
Genom
Kan
Balık Çeşitliliği
Algoritma
Doğa Gözlemleri
Uzay
Dinozorlar
Sağlık Personeli
Tehlike
Canlılık
Biyografi
Ağız Sağlığı
Deprem
Evrimsel Biyoloji
Çocuklar İçin Bilim
Komplo Teorisi
Matematik
Coğrafya
Freud
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
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 katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
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
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
U. Özcan, et al. Otonom Araçların Haberleşebilmesi için Yeni Bir Yöntem Geliştirdik: Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzeyler!. (24 Aralık 2021). Alındığı Tarih: 22 Haziran 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/11251
Özcan, U., Bakırcı, Ç. M. (2021, December 24). Otonom Araçların Haberleşebilmesi için Yeni Bir Yöntem Geliştirdik: Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzeyler!. Evrim Ağacı. Retrieved June 22, 2024. from https://evrimagaci.org/s/11251
U. Özcan, et al. “Otonom Araçların Haberleşebilmesi için Yeni Bir Yöntem Geliştirdik: Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzeyler!.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 24 Dec. 2021, https://evrimagaci.org/s/11251.
Özcan, Uğur. Bakırcı, Çağrı Mert. “Otonom Araçların Haberleşebilmesi için Yeni Bir Yöntem Geliştirdik: Yeniden Programlanabilir Akıllı Yüzeyler!.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, December 24, 2021. https://evrimagaci.org/s/11251.
ve seni takip ediyor

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