Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
325521		Physical layer issues of communication via diffusion for bio-nanomachines / Biyonanomakineler için difüzyon ile haberleşmede fiziksel katman meseleleri Yazar:MEHMET ŞÜKRÜ KURAN Danışman: DOÇ. TUNA TUĞCU Yer Bilgisi: Boğaziçi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2012 116 s.
Nanoaglar nanomakineler arasındaki haberlesme uzerine yogunla san yeni birhaberlesme kavramıdır. Bu tezde, bu konu dahilinde onerilen bir cok haberlesme sistemininicinden Dif¨uzyon Ile Haberlesme sistemi uzerine yogunlastık. Bu sistem, biyolojikhucreler arasında molekul salınımı tabanlı haberlesmeden esinlenilerek gelistirilmistir.Dif¨uzyon ile haberlesme, biyonanomakineler arası kullanım icin dusunulen sistemlerarasında en ¨onde gelenler arasındadır. Literat¨urde bu sistem uzerine yapılmıs bazıcalısmalar bulunmakta, ancak bunların bir cogu sistemin sadece tek bir ozelligineyogunlasmaktadır. Bu calısmaların aksine, bu tezde, once temel bir kanal modeli ilebaslayıp sonra bu model uzerinden belli baslı fiziksel katman meselelerini ele alacagız.Bu sisteme ait ozel olasılıksal haberlesme ortamı, bir cok fiziksel katman konusununtekrar gozden gecirilmesi ve incelenmesini gerekli kılmaktadır (¨or: kanal modeli, girisimanalizi). ¨ Oncelikli olarak ortak bir kanal ve enerji modeli gelistirip sistemin kapasitesinihesaplayacagız. Ardından bu sistem icin iki modulasyon teknigi onerip bir kısım giri simkaynaklarının (Semboller arası ve Kanallar arası) kanal kapasitesi uzerindeki etkileriniinceleyecegiz. Ayrıca bu sistemde molekuller icin salınım noktası seciminin oneminigosterecegiz. Sonuclarımıza gore bu haberlesme sisteminin birbirinden 1 ila 10 muzaklıkta olan biyonanomakineler icin iyi bir cozum olması beklenmektedir. 10 m'ninotesinde sistemin basarımını hızlıca dusmektedir. Son olarak daha kontrollu dif¨uzyontemelli bir sistem olan Kalsiyum Sinyallesmesine genel bir bakıs atıp bu sistem uzerinegelecekte neler yapılabileceginden bahsedecegiz. Kalsiyum sinyalle smenin aralarında 10m'den daha uzun mesafeler olan cok sayıda biyo-nanomakineden olusan uygulamalaricin kullanılması ongorulmektedir.
Nanonetworking is a new communication paradigm that focuses on communicationbetween nanomachines. Among the various methods that are being proposed inthe context of this paradigm, we focus on the Communication via Diffusion system inthis thesis. Modeled after molecular release based communication between neighboringcells in living organisms, this system is currently one of the most prominent systemsenvisioned to be used between bio-nanomachines. While there are some studies onthis system in the literature, most of them focus on a single aspect of the system.In contrast, in this thesis we start with a basic channel model and consider severalphysical layer issues built upon this channel model. The unique probabilistic mediumused in this system requires revisions in physical layer issues (e.g., channel modeling,interference analysis) specific to this medium. We firstly develop a joint channel andenergy model to evaluate the capacity of this system. Then, we propose two differentmodulation techniques and elaborate on the effects of the interference sources (namelythe Intersymbol and Co-channel Interferences) over the channel capacity. We also showthe importance of the release point selection in this system. Our results show that thiscommunication system is expected to be a good solution between bio-nanomachinesthat are 1 to 10 m apart, beyond which the performance of the system degradesquickly. Lastly, we give an overview and future directions of a more controlled diffusionbased system, called Calcium Signaling, that is expected to be used in applicationswhere the distance between the transmitting bio-nanomachine pair is longer than 10m and there are many devices in the environment.