A simulation environment for CDMA wireless communication systems in AWGN channels

The goal of this work is the development of a, wireless communication system simulator. The simulator has been developed primarily to aid in the studies of Code Division Multiple Access (CDMA) digital cellular systems. We begin by introducing the fundamentals of spread spectrum communications and the motivation for this work. We then take a detailed look at CDMA systems and their structure. We then verify the accuracy of the simulator by using it to simulate some familiar system scenarios. We end this work by presenting conclusions and suggestions for further work

Node Density and Quality of Estimation for Infrastructure-based Indoor Geolocation Using Time of Arrival

Infrastructure-based indoor geolocation systems utilizing a regular grid arrangement of sensors are being investigated for many applications in indoor wireless networks. One of the factors affecting the Quality of Estimation (i.e. location estimation accuracy) of these systems is node density. In this dissertation we study the effects of node density on indoor geolocation systems based on time of arrival (TOA). The effects of node density on the performance of various indoor communication networks (e.g. wireless LANs) in the presence of realistic indoor radio propagation models has been analyzed and reported in the literature. However, we have noted the lack of an equivalent analysis on the effects of node density on the performance of infrastructure-based indoor geolocation systems. The goal of this dissertation is to address this knowledge gap. Due to the complicated behavior of the indoor radio channel, the relationship between the node density and Quality of Estimation (QoE) is not straightforward. Specifically, QoE depends on factors such as the bandwidth used to make the TOA-based distance measurements, the existence of undetected direct path (UDP) conditions, and coverage. In this dissertation, we characterize these dependencies. We begin by characterizing the Quality of Estimation for closest-neighbor (CN), least-squares (LS) and weighted LS techniques in the presence of different node densities and a distance measurement error (DME) model based on ray tracing (RT) that was recently proposed in the literature. Then, we propose a new indoor geolocation algorithm, Closest Neighbor with TOA Grid (CN-TOAG), characterize its performance and show that it outperforms the existing techniques. We also propose an extension to this algorithm, known as Coverage Map Search (CMS) that allows it to be used in suboptimal coverage conditions (which we refer to as partial coverage conditions) that may prevent other TOA-based geolocation techniques from being used. We treat the partial coverage case by defining coverage probabilities and relating them to the average radius of coverage and dimensions of the indoor area. Next, we characterize the effects of node density on the performance of the CN-TOAG algorithm using a DME model based on UWB measurements, and show that node density and partial coverage are intimately linked together. Since this second DME model also allows for the effects of UDP conditions (which affect the quality of the link or QoL), we also characterize the effects of varying UDP conditions on the performance. Finally, we conclude the dissertation by presenting an analysis of fundamental performance bounds for infrastructure-based indoor geolocation, specifically focusing on the Cramer-Rao Lower Bound (CRLB)

IN-BODY RANGING FOR ULTRA-WIDE BAND WIRELESS CAPSULE ENDOSCOPY USING NEURAL NETWORKS BASED ON PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

We consider the problem of accurate in-body ranging for localization of a wireless capsule endoscope utilizing ultra-wide band (UWB) signaling. In this context, we explore the joint use of neural network structures and learning algorithms based on metaheuristics, an example of which is particle swarm optimization (PSO). The contributions of this paper are three-fold. First, we undertake a systematic performance analysis of the PSO technique for UWB-based in-body ranging and propose an improved version of the PSO algorithm. Second, we quantitatively compare the performance of PSO techniques against more traditional learning algorithms, such as Bayesian Regularization, Levenberg-Marquardt and Single Conjugate Gradient. Third, we quantify the impact of activation functions used to define the neural network structure on performance. Our results indicate that PSO-based techniques can outperform traditional techniques by as much as 40%, depending on the activation functions used in the neural network

Tahıl torbalama sistemlerinde ( SILOBAG ) kablosuz algılayıcı ağ ( KAA ) temelli tahıl durum izleme

Toprak Mahsulleri Ofisi&nbsp; (TMO)&nbsp; bünyesinde&nbsp; açık yığınlarda yapılan depolamaya&nbsp;alternatif olarak&nbsp; kullanılmakta olan&nbsp; Tahıl Torbalama&nbsp; (Silobag)&nbsp; Sisteminin&nbsp;ekipmanlarından biri olan&nbsp; mevcut Tahıl Kontrol Sisteminde ölçümlerin operatör&nbsp;vasıtasıyla yapılması fazla iş gücüne neden olmakta ve bu sisteme göre yapılan ölçümler&nbsp;sadece&nbsp; CO2&nbsp; oranına göre yapıldığından tahılın bozulması sağlıklı olarak&nbsp; izlenip&nbsp; tespit&nbsp;edilememektedir. Ayrıca mevcut Tahıl Kontrol Sisteminde veriler Arjantin merkezli&nbsp;teminci firmaya gönderilerek yorumlandığından&nbsp; bu durum&nbsp; TMO açısından dışa&nbsp;bağımlılık oluşturmakta&nbsp; ve verilerin gizliliği açısından sorun teşkil etmektedir.&nbsp; Mevcut&nbsp;sisteme ait bu problemlerinin giderilmesi amacıyla bu tez çalışmasında&nbsp; yeni bir Tahıl&nbsp;Kontrol Sistemi&nbsp; tasarlanmıştır.&nbsp; Tasarlanan bu sistemde&nbsp; CO2&nbsp; oranı yerine&nbsp; güvenli tahıl&nbsp;depolamada&nbsp; önemli parametreler olan sıcaklık ve nem&nbsp; verileri&nbsp; kablosuz sensör&nbsp;düğümleri vasıtasıyla&nbsp; otomatik olarak elde edilebilmekte ve bu veriler sistemin veri&nbsp;tabanına kaydedilerek&nbsp; kullanıcı ara&nbsp; yüzü vasıtasıyla&nbsp; anlık&nbsp; olarak&nbsp; izlenip&nbsp;yorumlanabilmektedir.&nbsp; Geliştirilen yeni&nbsp; kontrol&nbsp; sisteminde sınıflandırıcı olarak Matlab&nbsp;üzerinden&nbsp; Yapay Sinir Ağları (YSA)&nbsp; kullanılmış ve tahılın durumu “Güvenli”, “Riskli”&nbsp;ve “Tehlikeli” olarak 3 farklı sınıfa ayrılmıştır.&nbsp; YSA&nbsp; sınıflandırıcısının&nbsp;oluşturulmasında ise&nbsp; Matlab üzerinden&nbsp; optimum parametre değerleri tespit edilerek&nbsp; üç&nbsp;farklı eğitim algoritması&nbsp; (Traingdm, Trainlm, Trainscg) için karşılaştırma yoluyla&nbsp; en iyi&nbsp;başarım&nbsp; oranı&nbsp; bulunmuştur.&nbsp; En iyi performansı %98,99 başarım oranı ile “Traingdm”&nbsp;algoritması&nbsp; göstermiştir. Son olarak&nbsp; geliştirilen Tahıl Kontrol Sisteminden anlık olarak&nbsp;elde edilen verilen kullanıcıya kolaylıkla sınıflandırılarak gösterilmesi amacıyla Matlab&nbsp;GUI tasarlanmıştır.</p

Ergonomik ems (elektro kas uyarım) sistemi ile diyabetik polinöropati ağrı etkilerinin azaltılması

Diyabethastası olan ve kan şekerleri değerlerini düzene oturtamamış kişilerde bazı sinirselhasarlar ortaya çıkar. Kandaki artan şeker miktarından kaynaklanan bu sinirhasarına diyabetik polinöropati denir. Nöropati hastalarında ayak bölgesindeyanma, batma, ağrı, uyuşma gibi belirtilerin görülmesi sık rastlanan birdurumdur. Elektrikselkas uyarımı (electrical muscle stimulation; EMS), sinirleri deri üzerindenhafif elektrik darbeleri vererek uyarmaktır, ağrı giderici etkisi de vardır.TENS (transcutaneous electrical nerve stimulation), yani transkutanözelektriksel sinir uyarımı da benzer yöntemdir ve deri yoluyla sinirlereelektrik darbeleri gönderilir. Diyabetik polinöropati ağrısının giderilmesineyardımcı olmaktadır.TENS/EMS yöntemi iledaha önceki çalışmalarda diyabetik polinöropati etkilerinin azaldığı tespitedilmiştir. Tez çalışması kapsamında referans olarak TENS/EMS yöntemi elealınmıştır. Hem estetik bakımdan hem de tedavinin uygulanması bakımından hastanıncihazı kolay ve rahat kullanacağı giyilebilir bir modeli tasarlanmıştır. Önerilencihaz tasarımı bir Bluetooth modülü ve akıllı telefon uygulaması vasıtası ilekontrol edilebilir. Cihazın insan vücudu ile elektromanyetik uyumluluğu SAR(Spesific Absorption Rate; Özgül Soğurma Oranu) parametresi kullanılarak analiz edilmiş ve cihazınmeydana getirdiği SAR değerlerinin azami değerlerin yaklaşık %1’i civarındaolduğu tespit edilmiştir.&nbsp;</p