Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması

Yıl 2021, Cilt: 14 Sayı: 1, 68 - 76, 28.06.2021

Serhat Celil İleri Selçuk Aslan Sercan Demirci

https://doi.org/10.54525/tbbmd.890066

Öz

İnsansız hava araçları (İHA), artan uçuş süreleri, iyileştirilmiş komuta-kontrol sistemleri ve taşıma kapasiteleri sayesinde geçtiğimiz yıllarda askeri ve ticari pek çok projede başarı ile kullanılmıştır. Ancak bahsedilen araçların hizmet süre ve kalitesi genellikle daha önce belirlenen ya da anlık olarak bulunan konumlarına doğrudan bağlıdır. Bu çalışmada baz istasyon özellikli bir insansız hava aracının kullanıcılara hizmet vermesi amacı ile uygun lokasyonu Harmoni Arama (Harmony Search, HS) ve Havai Fişek (Fireworks , FW) algoritmalarından faydalanılarak bulunmaya çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar Parçacık Sürü Optimizasyon (Particle Swarm Optimization, PSO) ve Yapay Arı Koloni (Artificial Bee Colony, ABC) algoritmaları tarafından bulunan sonuçlar ile de karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları HS algoritması ile belirlenen konumlarda mobil baz istasyonunun PSO, ABC ve FW algoritmaları ile belirlenen konumlara kıyasla daha başarılı hizmet verebileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

İnsansız Hava Araçları Konumlandırma Harmoni Arama Algoritması Havai Fişek Algoritması

Kaynakça

  • Al-Hourani, A. Kandeepan, S. ve Jamalipour, A., Modeling air-toground path loss for low altitude platforms in urban environments, in IEEE Global Communications Conference, pp. 2898–2904, 2014.
  • Bupe P., Haddad R., ve Rios-Gutierre, F., Relief and emergency communication network based on an autonomous decentralized uav clustering network, in IEEE SoutheastCon, pp. 1–8, 2015.
  • Shakhatreh, H. Khreishah, A. Chakareski, J. Salameh, H. B. ve Khalil, I., On the continuous coverage problem for a swarm of UAVs, in IEEE 37th Sarnoff Symposium, pp. 130–135, 2016.
  • Motlagh, N. H. Taleb, T. ve Arouk, O. Low-altitude unmanned aerial vehicles-based internet of things services: comprehensive survey and future perspectives, IEEE Internet of Things Journal, vol. 3, no. 6, pp. 899–922, 2016.
  • Gupta, L. Jain, R. ve Vaszkun, G. Survey of important issues in UAV communication networks, IEEE Comunication Surveys Tutorials, vol. 18, no. 2, pp. 1123–1152, 2016.
  • Mozaffari, M. Saad, W. Bennis, M. ve Debbah, M., Drone small cells in the clouds: desing, deployment and performance analysis, in IEEE Global Communications Conference, pp. 1–6, 2015.
  • Mozaffari, M. Saad, W. Bennis, M. ve Debbah, M., Unmanned aerial vehicle with underlaid device-to-device communications: performance and tradeoffs, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 15, no. 6, pp. 3949–3963, 2016.
  • Shakhatreh, H., Khreishah, A. ve Ji, B., Providing wireless converage to high-rise buildings using uavs, in IEEE International Conference on Communications, pp. 1–6, 2017.
  • Bor-Yaliniz, R. I. El-keyfi, A. ve Yanikomeroglu, H., Efficient 3D placement of an aerial base station in next generation cellular networks, in IEEE International Conference on Communications, pp. 1–5, 2016.
  • Alzenad, M. El-keyfi, A. Lagum, F. ve Yanikomeroglu, H. 3-D placement of an unmanned aerial vehicle base station (UAV-BS) for energy-efficient maximal coverage, IEEE Wireless Communications Letters, vol. 6, no. 4, pp. 434–437, 2016.
  • Mozaffari, M. Saad, W. Bennis, M. ve Debbah, M., Efficient deployment of multiple- unmanned aerial vehicles for optimizal wireless coverage, IEEE Communication Letters, vol. 20, no. 8, pp. 1647–1650, 2016.
  • Kalantari, E. Yanikomeroglu, H. ve Yongacoglu, A., On the number and 3d placement of drone base stations in wireless cellular networks, in IEEE Vehicular Technology Conference, pp. 18–21, 2016.
  • Shakhatreh, H. Khreishah, A. Alsarhan, A. Khalil, I. Sawalmeh, A. ve N. Othman, S., Efficient 3d placement of a uav using particle swarm optimization, in IEEE 8th International Conference on Information and Communication Systems, pp. 258–263, 2017.
  • Aslan, S. ve Demirci, S. Solving UAV Localization Problem with Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm, 2019 4th International Conference on Computer Science and Engineering (UBMK), Samsun, Turkey, 2019, pp. 735-738. doi: 10.1109/UBMK.2019.8907034
  • Geem, Z. W. Kim, J. H. ve Loganathan G. V., A new heuristic optimization algorithm: Harmony Search., Simulation, 76(2), 60-68, 2001
  • Tan, Y., Zhu, Y. Fireworks algorithm for optimization. International conference in swarm intelligence (pp. 355-364). Springer, Berlin, Heidelberg, June 2010.
  • Series, M. Guidelines for evaluation of radio interface technologies for imt-advanced, Report ITU, no. 2135-1, 2009.
  • İleri, S. C. Aslan S. ve Demirci, S., Finding Optimum Location for a Mobile Aerial Base Station with Harmony Search Algorithm, 2020 5th International Conference on Computer Science and Engineering (UBMK), Diyarbakir, Turkey, 2020, pp. 224-227, doi: 10.1109/UBMK50275.2020.9219538

Comparison of Optimization Algorithms on Finding Optimum Location for Mobile Aerial Base Station

Yıl 2021, Cilt: 14 Sayı: 1, 68 - 76, 28.06.2021

Serhat Celil İleri Selçuk Aslan Sercan Demirci

https://doi.org/10.54525/tbbmd.890066

Öz

In recent years, unmanned aerial vehicles (UAVs) with the increased flying times, improved command-control systems and carrying capacities have been used successfully for the various military and commerical projects. However, the time and qualities of the services provided by the mentioned vehicles are directly related with the locations determined previously or found instantly. In this study, an appropriate location of an UAV equipped with the base station capability for serving to the users is tried to be determined by utilizing from the Harmony Search (HS) and Fireworks (FW) algorithms. The obtained results are also compared with the results obtained by the PSO and ABC algorithms. Comparative results show that the mobile base station is capable of serving more successfully when its location is determined with the HS algorithm compared to the locations determined by the ABC, PSO and FW algorithms.

Anahtar Kelimeler

Unmanned Aerial Vehicles Deployment Harmony Search Algorithm Fireworks Algorithm

Kaynakça

  • Al-Hourani, A. Kandeepan, S. ve Jamalipour, A., Modeling air-toground path loss for low altitude platforms in urban environments, in IEEE Global Communications Conference, pp. 2898–2904, 2014.
  • Bupe P., Haddad R., ve Rios-Gutierre, F., Relief and emergency communication network based on an autonomous decentralized uav clustering network, in IEEE SoutheastCon, pp. 1–8, 2015.
  • Shakhatreh, H. Khreishah, A. Chakareski, J. Salameh, H. B. ve Khalil, I., On the continuous coverage problem for a swarm of UAVs, in IEEE 37th Sarnoff Symposium, pp. 130–135, 2016.
  • Motlagh, N. H. Taleb, T. ve Arouk, O. Low-altitude unmanned aerial vehicles-based internet of things services: comprehensive survey and future perspectives, IEEE Internet of Things Journal, vol. 3, no. 6, pp. 899–922, 2016.
  • Gupta, L. Jain, R. ve Vaszkun, G. Survey of important issues in UAV communication networks, IEEE Comunication Surveys Tutorials, vol. 18, no. 2, pp. 1123–1152, 2016.
  • Mozaffari, M. Saad, W. Bennis, M. ve Debbah, M., Drone small cells in the clouds: desing, deployment and performance analysis, in IEEE Global Communications Conference, pp. 1–6, 2015.
  • Mozaffari, M. Saad, W. Bennis, M. ve Debbah, M., Unmanned aerial vehicle with underlaid device-to-device communications: performance and tradeoffs, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 15, no. 6, pp. 3949–3963, 2016.
  • Shakhatreh, H., Khreishah, A. ve Ji, B., Providing wireless converage to high-rise buildings using uavs, in IEEE International Conference on Communications, pp. 1–6, 2017.
  • Bor-Yaliniz, R. I. El-keyfi, A. ve Yanikomeroglu, H., Efficient 3D placement of an aerial base station in next generation cellular networks, in IEEE International Conference on Communications, pp. 1–5, 2016.
  • Alzenad, M. El-keyfi, A. Lagum, F. ve Yanikomeroglu, H. 3-D placement of an unmanned aerial vehicle base station (UAV-BS) for energy-efficient maximal coverage, IEEE Wireless Communications Letters, vol. 6, no. 4, pp. 434–437, 2016.
  • Mozaffari, M. Saad, W. Bennis, M. ve Debbah, M., Efficient deployment of multiple- unmanned aerial vehicles for optimizal wireless coverage, IEEE Communication Letters, vol. 20, no. 8, pp. 1647–1650, 2016.
  • Kalantari, E. Yanikomeroglu, H. ve Yongacoglu, A., On the number and 3d placement of drone base stations in wireless cellular networks, in IEEE Vehicular Technology Conference, pp. 18–21, 2016.
  • Shakhatreh, H. Khreishah, A. Alsarhan, A. Khalil, I. Sawalmeh, A. ve N. Othman, S., Efficient 3d placement of a uav using particle swarm optimization, in IEEE 8th International Conference on Information and Communication Systems, pp. 258–263, 2017.
  • Aslan, S. ve Demirci, S. Solving UAV Localization Problem with Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm, 2019 4th International Conference on Computer Science and Engineering (UBMK), Samsun, Turkey, 2019, pp. 735-738. doi: 10.1109/UBMK.2019.8907034
  • Geem, Z. W. Kim, J. H. ve Loganathan G. V., A new heuristic optimization algorithm: Harmony Search., Simulation, 76(2), 60-68, 2001
  • Tan, Y., Zhu, Y. Fireworks algorithm for optimization. International conference in swarm intelligence (pp. 355-364). Springer, Berlin, Heidelberg, June 2010.
  • Series, M. Guidelines for evaluation of radio interface technologies for imt-advanced, Report ITU, no. 2135-1, 2009.
  • İleri, S. C. Aslan S. ve Demirci, S., Finding Optimum Location for a Mobile Aerial Base Station with Harmony Search Algorithm, 2020 5th International Conference on Computer Science and Engineering (UBMK), Diyarbakir, Turkey, 2020, pp. 224-227, doi: 10.1109/UBMK50275.2020.9219538
Toplam 18 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler(Araştırma)
Yazarlar

Serhat Celil İleri 0000-0002-0259-0791

Selçuk Aslan 0000-0002-9145-239X

Sercan Demirci 0000-0001-6739-7653

Yayımlanma Tarihi 28 Haziran 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 14 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA İleri, S. C., Aslan, S., & Demirci, S. (2021). Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri Ve Mühendisliği Dergisi, 14(1), 68-76. https://doi.org/10.54525/tbbmd.890066
AMA İleri SC, Aslan S, Demirci S. Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması. TBV-BBMD. Haziran 2021;14(1):68-76. doi:10.54525/tbbmd.890066
Chicago İleri, Serhat Celil, Selçuk Aslan, ve Sercan Demirci. “Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri Ve Mühendisliği Dergisi 14, sy. 1 (Haziran 2021): 68-76. https://doi.org/10.54525/tbbmd.890066.
EndNote İleri SC, Aslan S, Demirci S (01 Haziran 2021) Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi 14 1 68–76.
IEEE S. C. İleri, S. Aslan, ve S. Demirci, “Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması”, TBV-BBMD, c. 14, sy. 1, ss. 68–76, 2021, doi: 10.54525/tbbmd.890066.
ISNAD İleri, Serhat Celil vd. “Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi 14/1 (Haziran 2021), 68-76. https://doi.org/10.54525/tbbmd.890066.
JAMA İleri SC, Aslan S, Demirci S. Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması. TBV-BBMD. 2021;14:68–76.
MLA İleri, Serhat Celil vd. “Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri Ve Mühendisliği Dergisi, c. 14, sy. 1, 2021, ss. 68-76, doi:10.54525/tbbmd.890066.
Vancouver İleri SC, Aslan S, Demirci S. Mobil Hava Baz İstasyonu İçin En İyi Konumun Bulunmasında Optimizasyon Algoritmalarının Karşılaştırılması. TBV-BBMD. 2021;14(1):68-76.
 Kapak Resmi İndir

https://i.creativecommons.org/l/by-nc/4.0Makale Kabulü

 

Çevrimiçi makale yüklemesi yapmak için kullanıcı kayıt/girişini kullanınız.

Dergiye gönderilen makalelerin kabul süreci şu aşamalardan oluşmaktadır:

1.       Gönderilen her makale ilk aşamada en az iki hakeme gönderilmektedir.

2.       Hakem ataması, dergi editörleri tarafından yapılmaktadır. Derginin hakem havuzunda yaklaşık 200 hakem bulunmaktadır ve bu hakemler ilgi alanlarına göre sınıflandırılmıştır. Her hakeme ilgilendiği konuda makale gönderilmektedir. Hakem seçimi menfaat çatışmasına neden olmayacak biçimde yapılmaktadır.

3.       Hakemlere gönderilen makalelerde yazar adları kapatılmaktadır.

4.       Hakemlere bir makalenin nasıl değerlendirileceği açıklanmaktadır ve aşağıda görülen değerlendirme formunu doldurmaları istenmektedir.

5.       İki hakemin olumlu görüş bildirdiği makaleler editörler tarafından benzerlik incelemesinden geçirilir. Makalelerdeki benzerliğin %25’ten küçük olması beklenir.

6.       Tüm aşamaları geçmiş olan bir bildiri dil ve sunuş açısından editör tarafından incelenir ve gerekli düzeltme ve iyileştirmeler yapılır. Gerekirse yazarlara durum bildirilir.

 88x31.png   Bu eser Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.