Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Partıcle Swarm Optımızatıon Technıque And An Applıcatıon In Supply Chaın Management
A new swarm intelligence based clustering analysis method for facility location – allocation problems in supply chain management is presented in this study. Swarm intelligence is a heuristic method which is successfully applied to hard optimization problems. Algorithm is inspired by behaviors of social beings like fish schools, bird flocking, ant colonies, termites and bees. Behaviors in the swarm are modeled by individuals who have two main characteristics, namely position and velocity, in the hyperspace. This individuals remember their best previous position and at the same time shares knowledge of their positions among each other. At each iteration, these individuals adjust their position and velocity vector by considering their current position and velocity, their memory and mentioned shared knowledge.

This new solution approach alters behaviors of particles in the swarm and neighborhood structure so that multiple focal particles are defined which reflects cluster centers. Clustering based facility location-allocation problems are solved using this new clustering approach. Comparisons are made on test problems between proposed focal particle based algorithm and other well known clustering analysis algorithms.

Results indicate that the new clustering algorithm is performed well against other well-known clustering algorithms and successfully applied in facility location-allocation problems in supply chain management context.

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
Ali AYDIN Muhammed
Danışmanlar : Doç. Dr. A.Halim ZAİM, Prof. Dr. Tülin ATMACA

Anabilim Dalı : Bilgisayar Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. A.Halim ZAİM

Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

Doç. Dr. Sabri ARIK

Prof. Dr. İlhami YAVUZ

Prof. Dr. Gökhan UZGÖREN

Optik Çoğuşma Anahtarlamalı Sistemlerin Analizi
İnternetin hızlı genişlemesi ve çoklu ortam bilgisi için artan talep şiddetle mevcut bilgisayar ve telekomünikasyon ağları limitlerini zorlamaktadır. Büyüyen bant genişliği gereklerini desteklemek için yüksek kapasiteli ağlar olan optik ağlar, mevcut bilgisayar ağlarında görülen birçok problemin çözümüne olanak tanır (Bant genişliği vs. gibi) ve çok yüksek bir kapasite sağlamasının yanı sıra, çeşitli hizmetlerin desteklendiği ortak bir ağ alt yapısı da sağlar. Ayrıca optik ağlarda, bant genişliği esnek bir yapıda ihtiyaca göre ayarlanabilir. Bant genişliği gereksinimleri söz konusu olduğunda temelde üç çözüm ortaya çıkmaktadır. WR(Wavelength Routing-Dalgaboyu Yönlendirme), OPS(Optical Packet Switching-Optik Paket Anahtarlama) ve OBS(Optical Burst Switching-Optik Çoğuşma Anahtarlama)’dir.

Bu çalışma kapsamında ilk olarak OBS üzerinde durulmuş ve mevcut OBS rezervasyon yöntemleri incelenmiştir. Bu rezervasyon yöntemleri, Just in Time(JIT), Just Enough Time(JET) ve Horizon’dur. Tez çalışmasında mevcut rezervasyon yöntemlerine alternatif olarak trafik servis sınıflarını göz önünde bulunduracak şekilde yeni bir öncelikli kanal zamanlama algoritması (Preemptive Channel Scheduling Algorithm-PCSA) önerilmiştir. OBS ağlarda servis kalitesinin(QoS) sağlanması temel problemlerden biridir. Bu çalışmada QoS konusu iki açıdan ele alınmıştır. Bunlar; kenar düğümlerdeki QoS mekanizması ve çekirdek düğümlerdeki QoS mekanizmasıdır. Çekirdek düğümlerdeki QoS için mevcut dalgaboyu gruplandırma yöntemlerine alternatif olarak farklı dalgaboyu gruplama yöntemleri ve bilgilendirme paket bırakma yöntemleri önerilmiştir. Rezervasyon yöntemlerinin karşılaştırılması farklı topolojiler ve servis kalitesine göre farklı trafik servis sınıfları göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Performans kriterleri olarak byte düşme oranları, uçtan uca gecikme süreleri ve hizmet erişim gecikme zamanları alınmıştır. Trafik üretici olarak 2 durumlu Markov Moduleted Poisson Process(MMPP) ve özbenzer(selfsimilar) trafik üreteci kullanılmış ve simülasyon çalışmaları NS2 Ağ simülatörü üzerinde gerçekleştirilmiştir.

Yapılan çalışmalar sonucunda mevcut OBS rezervasyon yöntemlerinden JET’in en iyi performansı verdiği gözlemlenmiştir. JET ile yeni önerilen algoritma PCSA’nın karşılaştırlmasında ise PCSA genel başarım açısından daha iyi sonuçlar vermiştir. Simülasyon çalışmalarında JET kanal zamanlama algoritması üzerinde optik çoğuşma oluşturma yöntemlerinin başarımı incelenerek çoğuşma oluşturma yöntemlerinin başarım üzerinde etkisi gösterilmiştir. İdeal zaman eşik değeri ve maksimum çoğuşma eşik değeri değerleri aynı anda kullanılarak en iyi sonuçların elde edilebileceği simülasyon çalışmaları ile gösterilmiştir.

Çalışma kapsamında OBS(JET) ile OPS’in karşılaştırılması tekli ve çoklu servis sınıfları kullanılarak aynı simülasyon parametreleri ve aynı topolojiler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, hem tek servis sınıflı hem de çok servis sınıflı ağlarda OPS, düşük trafik yoğunluklarında OBS(JET)’den daha iyi çıkmıştır. Yüksek trafik yoğunluklarında ise tek servis sınıflı ağlarda ve düşük öncelikli servis sınıflarında OBS(JET), OPS’den daha iyi çıkmıştır. Bu tez çalışmasında, ileride anahtarlama teknolojilerinden OBS veya OPS teknolojilerinin hangisinin kullanılması gerekliliğinin ağın trafik yoğunluklarına, topolojinin durumuna ve trafik önceliğine bağlı olarak değiştiği gösterilmiştir.

Tez çalışmasının son bölümünde çalışmayla ilgili sonuç değerlendirmeleri ve yeni çalışmaların neler olabileceği konusunda bilgiler verilmiştir.
  

Analysis of Optical Burst Switching Systems
Rapid growth of Internet and demand on multimedia environments enforce the limits of computer and telecommunication networks. Optical networks lead to many solutions such as meeting bandwidth requirements on existing computer networks. Besides providing very high capacity, they also provide a common network infrastructure that supports different services. Also, in optical networks, bandwidth can be adjusted on demand. Accordingly, three solutions are mainly becoming appealing: WR (Wavelength Routing), OPS (Optical Packet Switching) and OBS (Optical Burst Switching).

In this study’s scope, firstly OBS and existing OBS reservation techniques are examined. These reservation techniques are Just in Time(JIT), Just Enough Time(JET) and Horizon. In this thesis, a new channel scheduling algorithm (Preemptive Channel Scheduling Algorithm-PCSA), which is considering traffic service classes, is proposed as an alternative to existing reservation techniques. Providing quality of service (QoS) is one of the main problems in OBS networks. In this study QoS is examined in two ways. These are QoS mechanism in edge nodes and QoS mechanism in core nodes. For QoS in core nodes, new wavelength grouping and packet release techniques are proposed as alternative to existing wavelength grouping techniques. The comparison of reservation techniques is implemented considering different topologies and different traffic service classes for QoS. Byte drop rates, end to end delays and access delays are considered as performance criteria. 2-state Markov Modulated Poisson Process (MMPP) and self similar traffic generator are used as traffic generators and the study is implemented on NS2 Network Simulation platform.

According to our simulation results, we observed that JET gives the best performance results among OBS reservation techniques. While comparing JET and our new algorithm PCSA, PCSA gives better results. In simulations, the success of optical burst creation mechanisms for JET channel scheduling algorithm has been studied and the effects of these burst creation mechanisms have been examined. The ideal time threshold and maximum burst threshold values have been used at the same time and the best results have been obtained by simulation tests.
The comparison of OBS(JET) and OPS also implemented with same simulation parameters and on same topologies with considering mono-service and multi-service classes. According to the simulation results, we have seen that in both mono-service and multi-service networks, OPS is better than OBS under low traffic loads and OBS is better than OPS in mono-service networks and low priority service classes under high traffic loads. In this study, we have shown that choosing one of these two switching technologies (OPS or OBS) in the future depends on the traffic load and the topology of network, together with the considered service differentiation scheme.

The last section of this thesis includes conclusion about the results and possible subjects to study in future.

Özbey Selami Recep

Danışman :Prof. Dr. A. Halim ZAİM

Anabilim Dalı :Bilgisayar Mühendisliği

Mezuniyet Yılı :2010

Tez Savunma Jürisi :Prof. Dr. A. Halim ZAİM

Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

Prof. Dr. Gökhan UZGÖREN

Prof. Dr. Sabri ARIK

Prof. Dr. İlhami YAVUZ

Heterojen Trafik Altında Leo Uydu Sistemlerinin Performans Analizi

Kablosuz ağ temelli karasal haberleşme servisleri küçük coğrafi alanlarda telekomünikasyon servislerine olanak sağlamaktadır. Alçak yörünge uydu sistemleri hücresel sistemlerin bir tamamlayıcısı olmakla beraber küçük olması, düşük maliyeti ve yeryüzüne yakın oluşundan dolayı birçok avantajı bulunmaktadır. Alçak yörünge uyduları ile dünyayı kapsamak için çok fazla uyduya ihtiyaç duyulmaktadır ve bunun sonucunda ortaya çok fazla üst üste binmiş hücreler çıkmaktadır. Alçak yörünge yeryüzünden 2000 km. kadar yükseklikteki mesafe için tanımlanmaktadır. Genel tanımlama olarak yeryüzünden 160 - 2000 km.'ler arası mesafeyi kapsar.

LEO uydu sistemleri üzerinde sürekli ve kesintisiz bir haberleşme sağlama isteniyorsa kullanılacak yol için gerekli kaynak ve hedef noktaların belirli olması gerekir. LEO uydu sistemlerinin yüksek derecedeki dinamik yapısı dolayısıyla çağrı süresince bir veya birden fazla kanal değiştirimine gereksinim duyulmaktadır. Bu nedenle çağrı el değiştirme işlemi uydu ağlarındaki temel işlerden bir tanesidir. Günümüzde mevcut çok sayıda çağrı el değiştirme yöntemi bulunmaktadır.

Uydu kanal kapasitesinin sınırlı band genişliğinden dolayı kaynaklar, değişik zamanlarda farklı çağrı sürelerine sahip çok sayıda kanal isteğinde bulunan kullanıcı tarafından kulanılmaktadır. Bu nedenle devam eden çağrılar ile yeni gelen çağrılar arasında adaletli bir band genişliği paylaşımına ihtiyaç vardır.

Sonuç olarak yeni çağrı kabulü, kaynak yönetimi ve çağrı el değiştirme işlemlerinin yönetimi önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. Bu yüzden kanal yönetim metotları, mevcut kaynakların kullanıcılar arasında adaletli bir şekilde dağıtılmasını garanti etmektedir.

Yüksek uydu hareket hızından dolayı alçak yörünge uydularının kapsama bölgeleri çok hızlı bir şekilde değişmektedir. Bundan dolayı sistem çok fazla çağrı el değiştirme işlemine maruz kalmaktadır.

Bu çalışmada Eşleştirme Rezervasyon Algoritması (MRA - Matching Reservation Algorithm) adı altında yeni bir algoritma önerilmektedir. Yeni algoritmanın amacı uydu sistemlerindeki haberleşme işlemleri sırasında çağrı el değiştirme işlemlerinin daha iyi yönetilmesi, yeni çağrı bloke oranının düşürülmesi ve başarılı olarak sonlandırılmış çağrı sayısının artırılmasıdır.

Bu çalışma kapsamında öncelikli olarak kanal tahsis etme ve rezervasyon yapma teknikleri incelenmiştir. Bu teknikler Garantili El Değiştirme (Guaranteed Handover - GH), Koruyucu Kanal Yöntemi (Guard Channel - GC), Zaman Temelli Kanal Rezervasyon Yöntemi (Time-based Channel Reservation - TCRA) vb. gibi yöntemlerdir. Geliştirmiş olduğumuz MRA yönteminin performansı hem simülasyon hem de analitik olarak incelenmiş olup Garantili El Değiştirme (Guaranteed Handover - GH) ve Koruyucu Kanal Yöntemi (Guard Channel - GC) yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar yeni çağrı bloke olma olasılığı, çağrı zorunlu bloke olma olasılığı, kaynak kullanımı gibi başlıklar altında incelenmiştir.

Performance Analysis Of Leo Satellite Systems Unde Heterogenous Traffic

The terrestrial wireless networks-based communication services provide telecommunication services within a small geographical area. The Low Earth Orbit satellite system complements the cellular systems and is based on the use of small, low-cost satellites orbiting at a low altitude around the Earth. Covering the whole Earth surface requires many satellites, each supporting a large number of overlapping cells. A

Low Earth Orbit (LEO) is defined as the area extending from the Earth surface up to an altitude of 2,000 km. The commonly accepted definition for LEO is between 160 - 2000 km above the Earth surface.

In order to support continuous communication over a LEO satellite system, a path is determined between a source and destination end points. Due to the highly dynamic nature of the LEO satellite systems, one or more links need to be changed during the call duration. Therefore, handovers may be required for satellite networking. There are several handover methods in satellite networks.

Limited bandwidth of the satellite channel capacity must be shared by a number of users requesting the channel at different time and for variable call durations. Therefore we need fair sharing of bandwidth between ongoing connections and new connections. As a result new call admission, resource management and handoff management are becoming important areas of research. Channel management methods aim to guarantee the fair distribution of the resources available among the users.

Due to the high satellite velocity when placed in low orbits the satellite coverage areas change frequently and these systems face an important number of handover operations.

We propose a new channel reservation mechanism called Matching Reservation Algorithm (MRA). The aim of this method are to handle the handover issue, reducing the new call dropping rate and increasing the successful handover rate simultaneously in low earth orbit satellite networks.

In this study’s scope, firstly channel allocation and reservation techniques are examined. These techniques are Guaranteed Handover(GH), Guard Channel(GC), Time-based Channel Reservation (TCRA)and etc. The performance of MRA is examined by both simulations and analytically and compared with Guaranteed Handover and Guard Channel algorithms. The results show the behaviour of the schemes and their performance in terms of new call and handover blocking probabilities.