Tüm bilgimiz hislerle başlar, anlamayla devam eder, ve sebeple biter Tüm bilgimiz hislerle başlar, anlamayla devam eder, ve sebeple biter. Sebepten daha yüksek bir şey yoktur. Immanuel Kant Bilişsel Ağlar

İçerik Bilişsel Kavram Bilişsel Radyo Bilişsel Ağlar YTR Spektrum Algılama/Yönetme/Taşınabilirlik/Paylaşım Bilişsel Ağlar Temeller Kapsam, Durum Bilgisi, Geri Besleme, Bilişsellik Ortaklık

Bilişsel Kavram Bilgiye ve bilmeye dayalı işlemler Psikoloji: Enformasyonu bilgiye dayalı yorumlama Anlama, Sonuç çıkarma, Karar verme, Planlama,… Davranışsal Ekonomi / Finans : Bilişsel ve duygusal eğilimlerin piyasalara etkisi Ergonomi / Arayüz: Bilişsel yapılara dayalı tasarımlar Dilbilim: Dil öğrenme ve kullanma yapıları Bilgisayar Bilimleri / Enformasyon Teorisi: İnsan faaliyetlerinin taklidi Bir yerde öğrenilen bilgiyi başka yerde kullanabilme

Motivasyon Bilişsel yaklaşım iletişim amaçlarında faydalı olabilir QoS, Güvenlik, Erişim Kontrol, vb… Ortam durumları bilişsel süreçle incelenerek iletişim problemlerine çözüm olabilir Dinamik spektrum kullanımı kullanıcılara daha fazla bant genişliği sağlayabilir

Bilişsel Radyo Joseph Mitola III 1991’de çalışma parametrelerinin yazılım tarafından belirlendiği yazılımsal radyo 1999’da parametrelerin bilişsel süreçle düzenlenmesini sağlayan bilişsel radyo Alma ya da gönderme parametrelerini ortam faktörlerine bağlı düzenleyerek iletişimi daha uygun hale getirebilen kablosuz sistem Tam BR Spektrum algılayıcı BR

Yazılımsal(-Tanımlı) Radyo Normal radyonun donanımsal bileşenlerinin işlevinin yazılım tarafından görülmesi Mixer’ler, süzgeçler, modem’ler, vb… YTR ses kartı olan bir bilgisayar olabilir Ses kartı -> ADC CPU -> Yazılım çalıştıran birim ADC Çeviriciler genellikle yavaş ADC’den önce bir çarpma ile alt frekanslara getirme işlemi yapılabilir

Bilişsel Radyo BR ortam faktörlerinden haberdar olmalı Spektrum kullanımı Gönderilen/Alınan sinyalin güç spektral yoğunluğu (Power spectral density) Kablosuz protokol sinyalizasyonu BR adaptif olarak parametreleri değiştirmeli İletim gücü Taşıyıcı frekansı Modülasyon stratejisi BR bu parametreleri ne şekilde değiştireceğini öğrenebilmeli

Spektrum Algılayıcı Bilişsel Radyo

Spektrum Algılama Kullanılmayan spektrumu algılama Spektrum delikleri Verici algılama: Belli bir spektrumda bir verici varlığını sorgulama Çakışan süzgeçler (Matched Filters) Enerji Dairesel-durağan öznitelikler (Cyclostationary feature) Ortak algılama: Bir çok BR kullanıcısının ortak kararı

Spektrum Yönetme Kullanıcı istekleri doğrultusunda en iyi spektrumu belirleme Tüm spektrum bantlarında QoS gereksinimlerini en iyi sağlayan bant Spektrum analizi Spektrum kararı

Spektrum Taşınabilirlik BR spektrum değiştirdiğinde olacak işlemler Spektrum handoff Kullanıcı tarafından fark edilmemeli İletişim protokolleri uyumlu olmalı

Spektrum Paylaşım Kullanılabilir spektrumun kullanıcılara paylaştırılması Merkezi paylaşım Dağınık Algılama: Tüm BR sistemleri kendi ölçümlerini merkeze gönderir Merkezi bir sistem yerleşme ve erişim prosedürünü kontrol eder Dağınık paylaşım Merkezi sistemlerin kurulması istenmeyen yerlerde BR yerel kararlar alır

Ve Daha Fazlası BR yerel amaçlar içindir BR sadece kablosuz Mobil – baz BR sadece kablosuz Ortak çalışma Yerel kullanıcılar Problemler Yerel İletişim genellikle daha büyük sistem gerektirir Şebekeler Şebekeler kablo(lu|suz) Ortak çalışma Tüm şebeke elemanları Problemler Şebeke geneli

Bilişsel Ağlar Ağ parametreleri ağın koşullarına göre düzenlenebilir Ağ koşullarının saptanması Yapılacak düzenlemenin planlanması Düzenlemenin gerçekleştirilmesi Ağ, yapılan düzenlemeleri öğrenebilir İlerdeki adaptasyonlara karar verme Uçtan-uca amaçlar önemli

Bilişsel Ağlar – Problemler Ağ ad-hoc olarak şekillenebilir Uçlar zamanla değişebilen zorunluluklarla uğraşır Kablosuz ağlar kablolu ağlara göre çok daha karmaşık olabilir Durum uzayı çok daha geniş Uçlar arası etkileşim mümkün

Bilişsel Ağlar

Bilişsel Süreç – Kapsam Sürecin gerçekleşmesi açısından Bencil çalışma Bilişsel elemanlar yerel amaçları sağlarlar Uçtan uca amacın kendileriyle ilgili bölümü Merkezi denetimli çalışma Uçtan uca amaçlar önceliklendirilir Bilişsel elemanlar yönlendirilir İki strateji arasındaki performans farkları Anarşinin bedeli

Bilişsel Süreç – Durum Sürecin durum bilgisinin yönetimi Sahip olunan bilgi ~ Karar doğruluğu Merkezi çalışma Tüm elemanlar bilgileri merkeze yollar Amaçlara ve bilgilere göre karar verilir Dağınık çalışma Durum bilgisi elemanlar arasında dağıtılır Birleşik çalışma Durum bilgisi merkezde tutulur Amaçlar dağıtılır

Bilişsel Süreç – Geri Besleme Ağın öğrenme işlevi OODA döngüsü Observe, Orient, Decide, Act İzle, Yönlen, Karar al, Uygula Yönlendirme ve Kararlaştırma amaca yönelik Sistem karmaşık, tamamen rasgele değil Tekrarlı deneme – yanılma ile sisteme yaklaşım yapılabilir

Bilişsel Süreç – Öğrenme Makine öğrenmesi problemi Çalıştığı ortam hakkında tam bilgisi olmadan, belli bir süre çalışarak edindiği deneyimle performansını artırabilen herhangi bir algoritma Yapay Sinir Ağları Genetik Algoritmalar Uzman Sistemler Kalman Filtreleri …

Ortaklık Ortaklık olmadan iletişim olmaz Tüm OSI katmanlarında mümkün Pasif Ortaklık : Sinyal biçimleri, Protokoller Aktif Ortaklık : Elemanların dinamik etkileşimi Fayda sağlayıcı ortaklıklar Internet, Wikipedia, eBay, Linux Tüm OSI katmanlarında mümkün Özellikle fiziksel ve MAC katmanlarında Cooperative Diversity, Relaying, Network Coding

Özet Yazılım Tanımlı Radyo Bilişsel Radyo Bilişsel Ağ Tüm parametreler yazılım tarafından işlenir Bilişsel Radyo İletişimin, ortam durumlarına göre düzenlenmesi Spektrumun etkin kullanımı Bilişsel Ağ Uçtan uca amaçlar önemli Yazılımla kontrol edilebilir ağ elemanlarının (BR) bu amaçlara göre düzenlenmesi

Teşekkürler