MÁLAGA SÖNÜMLEMELİ SERBEST ALAN OPTİK BAĞLANTILAR ÜZERİNDE NOMA İLE KABLOSUZ SENSÖR AĞLARI

Longla T. T., Aslan K., Güçlüoğlu T.

International Kayseri Scientific Studies Congress, Kayseri, Türkiye, 20 - 22 Haziran 2025, ss.381-388, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Kayseri
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.381-388
  • Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Dik olmayan çoklu erişim (NOMA) ve serbest uzay optik (FSO) haberleşme tekniklerinin birleştirilmesi; Endüstriyel, Bilimsel ve Tıbbi (ISM) uygulamalar için kullanılan frekans bantlarındaki artan yoğunluğu hafifletmekte ve özellikle bant genişliği talep eden Nesnelerin İnterneti (IoT) uygulamaları için kablosuz haberleşme altyapı maliyetlerini düşürmede etkileyici bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışma, Kablosuz Sensör Ağları (WSN'ler) için Málaga sönümlemeli kablosuz haberleşme kanallarında verimliliği artırmak amacıyla sensörlerin konumlarını ve kanal koşullarını optimize ederek akıllı güç tahsisi yapan yüksek kapasiteli bir NOMA-FSO haberleşme protokolü önermektedir. Tüm ağın kapsama alanını artırmak için uzak sensörler için güçlendir-ve-ilet (AF) röle entegrasyonu yapılmıştır. Sonuçlar, önerilen güç tahsisi tekniğinin, spektral verimliliği korurken, türbülans kaynaklı sönümlemeyi etkili bir şekilde azalttığını ve geleneksel dik olan çoklu erişim -radyo frekansı (OMA-RF) haberleşme tekniklerine göre beş kat daha yüksek bir verimlilik sağladığını göstermektedir. Bu çalışma, gelecek nesil WSN ortamlarında ölçeklenebilir, karışım önleyici optik haberleşmenin yapılabilmesi için pratik bir teknik sunmaktadır.

The combination of non-orthogonal multiple access (NOMA) and free-space optical (FSO) communication offers a compelling solution to address the growing congestion in by Industrial, Scientific, and Medical (ISM) bands and the escalating costs of radio frequency (RF) infrastructure, particularly for bandwidth-hungry Internet of Things (IoT) deployments. This paper proposes a high-capacity NOMA-FSO communication protocol for Wireless Sensor Networks (WSNs) that leverages intelligent power allocation considering both node positions and channel conditions to optimize throughput under Málaga fading. An Amplify-and-Forward relay is integrated to extend coverage for distant nodes. Results demonstrate that the proposed power allocation technique effectively mitigates turbulence-induced fading while maintaining spectral efficiency, achieving five times higher throughput than conventional OMA-RF schemes. This work provides a practical framework for deploying scalable, interference-resistant optical WSNs in next-generation WSNs environments.