BYTE KAYMASI

HELLO WORLD

 

Bölüm 2

SİNYAL HIZLARI

 Han Erim

30 Kasım 2015 

Copyright 2015 © Han Erim. Tüm Hakları Saklıdır.

 

    

 

Yazının birinci bölümünde, hareket halindeki frame'ler (referans sistemleri) ile kablosuz haberleşme yapılırken Dopple Shift (Doppler Kayması) nedeniyle elektromanyetik sinyaller üzerinde oluşan Byte Shift (Bayt Kayması) durumunun nasıl oluştuğunu gördük. Bu ikinci bölümde Byte Shift olayından yararlanarak, hareket halindeki bir frame'e doğru giden sinyalin hızı konusunu anlatacağım.

 

Tekrar olmaması için yazının birinci bölümde anlatılanları burada anlatmadım. Dolayısıyla, birinci bölümü okumamış iseniz, öncelikle onu okuyarak başlamanızı rica ederim.

 

Buradaki olayımız, karşıt yönlerde giden iki uçak, bir dağ ve sinyal vericisinden oluşsun (Figür 1). Uçaklar "Buluşma noktasına doğru ilerlerken, "HELLO WORLD" mesajı yola çıkıyor. Dağ ve iki uçaktaki sinyal alıcılarının vericiye eşit uzaklıkta olduğu "Buluşma Noktası"ndaki anı inceleyeceğiz.

 

 

 

Sinyal hızını hesaplayacağımız için olayı şu şekilde kurgulayalım: Buluşma noktasına varıldığı anda, dağ üzerinde bulunan sinyal alıcısı "HELLO WORLD" mesajının 44'üncü Bit'ini almakta olsun. "Hello World"  mesajı 88 Bitten oluştuğu için, 44'üncü Bit mesajın tam orta noktasına denk düşmektedir. Şimdi gerekli Byte Kayması hesaplarını yaparak, "Buluşma Noktası"nda uçakların mesajın hangi Bit'ini aldığını bulalım.

 

 

Yukarıda gördüğümüz Figür 2 de sinyaller aynı vericiden gelmektedir ama verici çok uzak bir mesafede olduğu için figüre dahil edilmemiştir.  Figür aşağıdaki Excel Tablosu  temel alınarak hazırlanmıştır. İnceleme amacıyla Excel dosyasını buradan indirebilirsiniz.

 

Figürde görüyoruz ki, Byte Kayması nedeniyle Dağdaki alıcı " " (Boşluk) karakterini alırken, uzaklaşan uçağın alıcısı "L" karakterini, yaklaşan uçağın alıcısı ise "O" karakterini almaktadır. Ama konumuz sinyal hızları olduğu için burada Byte'lardan ziyade Bit'ler ile üzerinden konuşmak gerekiyor. Hesaplarda görüyoruz ki; "HELLO WORLD" mesajını taşıyan sinyal zinciri, vericiden uzaklaşan uçak için +1,4176 metre ve vericiye yaklaşan uçak için -1,4176 metre kaymıştır. Bu mesafelerden yararlanılarak, "HELLO WORD" mesajının 44'üncü Bit'inin uçakların frame'lerine göre nerede olduğu figürde  işaretlenmiştir. Sinyal hızlarını bulacağımız bir sonraki aşamada, 44'üncü Bit'in konum yerlerinden yararlanacağız.

 

Bir not olarak;  Figürde, varış noktalarından sonra sinyallerin yollarına devam ettiklerini görüyoruz. Gerçekte böyle bir şey olmaz, bir sinyalin yolculuğu hedefine ulaştığı anda biter. Dolayısıyla, alıcılara ulaşan sinyallerin yolculukları aslında tamamlanmıştır. Figürün bu şekilde hazırlanmasının sebebi gerekli hesapların yapılabilmesi amacı iledir.

 

 

 

BYTE KAYMASI HESABI

 

 

 

Uçakların Hızları (MACH)

2,5

Sinal Frekansı (GHz)

3,18

Sinyal vericisinin mesafesi (kilometre)

500

 

 

Işık hızı (c)   (metre/saniye)

299792458

Uçak Hızları (v) (MACH  x (340 Metre/saniye))

850

Sinyal vericisinin uzaklığı (Milimetreye çeviriyoruz)

500000000

 

 

SINYAL ÜZERİNDEKİ DOPPLER ETKİSİ

 

Vericinin hareketsiz olduğunu kabul ediyoruz. Bütün λ değerleri millimetre cinsindendir.

 

Sinyal dalga boyu dağ için  λ0 = Işık hızı/(Sinyal Frekansı*100000)

94,27435786

Sinyal dalga boyu uzaklaşan uçak için:  λ10 x (c+v)/c

94,27462516

Sinyal dalga boyu yaklaşan uçak için:  λ20 x (c-v)/c

94,27409057

 

 

Buluşma Noktasında

 

Sinyal alıcıları ve sinyal vericisi arasındaki mesafeyi kaç Bit doldurur ? (1 Bit  uzunluğu = λ)

 

n0 Bit dağ için  (n0=mesafe/λ0)

5303669,114

n1 Bit uzaklaşan uçak için  (n1=mesafe/λ1)

5303654,076

n2 Bit yaklaşan uçak için (n2=mesafe/λ2)

5303684,151

 

 

BYTE SHIFT (BAYT KAYMASI)

Dağ ve uzaklaşan uçak arasında kaç Bit kayar ? (n0-n1)

15,0374

Dağ ve yaklaşan uçak arasında kaç Bit kayar? (n0-n2)

-15,0375

Uzaklaşan uçak ve yaklaşan uçak arasında kaç bit kayar?  (n2-n1)

30,0749

 

 

SINYAL "HELLO WORLD"

 

Karakter Sayısı

11

Byte Sayısı

11

Bit Sayısı (1 Byte = 8 Bit)

88

Gökyüzünde sinyalin toplam uzunluğu, dağ için  = λ0 * Bit Sayısı /1000 (metre)

8,29614

Gökyüzünde sinyalin toplam uzunluğu, uzaklaşan uçak için  = λ1 * Bit Sayısı /1000 (metre)

8,29617

Gökyüzünde sinyalin toplam uzunluğu, yaklaşan uçak için = λ2 * Bit Sayısı /1000 (metre)

8,29612

 

 

Dağdaki alıcı Sinyalin 44. Bit'ini almaktadır (mesajın orta noktası).

 

Uzaklaşan uçak için sinyal kaç metre kaymıştır? (n0-n1)*λ1/1000 (metre)

1,417647405

Yaklaşan uçak için sinyal kaç metre kaymıştır? (n0-n2)*λ2/1000 (metre)

-1,417647405

 

 

 

SİNYAL HIZLARININ HESAPLANMASI

 

Figür 3 benzer şekilde Excel tablosundaki değerler esas alınarak hazırlanmıştır. Her üç frame için 44'üncü Bit'in nerede olduğunu bildiğimize göre, sinyal vericisine göre 44'üncü Bit'in hangi uzaklıklarda olduğunu yazalım.

 

Sinyal vericisine göre 44'üncü Bit'in kendisine olan uzaklığı (metre olarak):

Uzaklaşan uçak için:  500000+1,4176 =500001,4176

Yaklaşan uçak için :   5000000-1,4176= 499998,5854

Dağ için               :                         = 5000000

 

Vericiden çıkan sinyalin, dağdaki alıcıya varma zamanını bulalım: 

Δt = mesafe/ışık hızı = 500000/299792458  = 0,00166782 saniyedir.

 

44'üncü Bit'in konumlarını dikkate aldığımızda, Δt süresi içinde (0,00166782 saniye) ;  

uzaklaşan uçağa giden sinyal 500001,4176 metre yol kat etmiş,

yaklaşan uçağa giden sinyal 499998,5824 metre yol kat etmiştir.

 

Bu aşamada, sinyal hızları ve mesafeler arasında aşağıdaki eşitliklerin oluştuğunu görülür;

 

Uzaklaşan uçak için:

(ışık hızı sabiti + uçağın hızı) x zaman = (c+v) . Δt= (299792458 + 850) x 0,00166782 = 500001,4176 metre

 

Yaklaşan uçak için:

(ışık hızı sabiti - uçağın hızı) x zaman = (c-v) . Δt = (299792458 - 850) x 0,00166782 = 499998,5824 metre

 

Dolayısıyla, vericinin referans sistemine göre uçaklara ve dağa giden sinyallerin hızları şu şekildedir:

Dağa giden sinyalin hızı = c =  299792458 metre/saniye

Uzaklaşan uçağa giden sinyalin hızı  = c+v = 299792458 + 850 = 299793308 metre/saniye

Yakınlaşan uçağa giden sinyalin hızı = c-v = 299792458 - 850 = 299791608 metre/saniye

 

Aşağıdaki tablo, Excel dosyasında sinyal hızı ile ilgili hesaplamaları yapan kısmı içerir. (Hemen yukarıda anlatılanlara ilgili olan kısım). Excel dosyasına buradan ulaşabilirsiniz.

 

 

SİNYAL HIZLARININ BULUNMASI

 

 

 

Vericiye göre 44. Bit nerededir?  (hesaplama mesafelerin toplamıyla yapılmıştır)

 

Dağ için (mesafe+0) (metre)

500000

Uzaklaşan Uçak için  (mesafe+kayma miktarı)  (metre)

500001,4176

Yaklaşan Uçak İçin (mesafe-kayma miktarı) (metre)

499998,5824

 

 

Sinyalin varma zamanı (vericiden dağa) (tΔ = mesafe / c)  (saniye)

0,00166782

 

 

Vericiye göre 44. Bit nerededir? (hesaplama sinyal hızlarıyla yapılmıştır)

 

Dağ İçin:  c*tΔ (metre)

500000

Uzaklaşan Uçak için: (c+v) . tΔ (metre)

500001,4176

Yaklaşan Uçak için: (c-v) . tΔ (metre)

499998,5824

 

 

Vericinin Frame'ine Göre Sinyal Hızları:

 

Dağa giden sinyalin hızı = c (metre/saniye)  

299792458

Uzaklaşan uçağa giden sinyalin hızı =  (c+v) (metre/saniye)

299793308

Yaklaşan uçağa giden sinyalin hızı =  (c-v) (metre/saniye)

299791608

 

 

 

ELEKTROMANYETIK TEORİ İÇİN (c+v)(c-v) MATEMATİĞİ

 

Burada teorik açıklamalara girmeden, Doppler Kayması eşitliklerine dayanarak Elektromanyetik Teori için (c+v)(c-v) matematiğinin geçerli olduğunu ortaya koydum. Önemle belirtmeliyim ki, aynı kaynaktan çıkan elektromanyetik dalgaların hareket halindeki farklı hedeflere farklı hızlarda gitmesi "c" sabitinin ihlali anlamına gelmez. Buradaki örneğimizde c ışık hızı sabitinin korunduğunu kolaylıkla görebiliriz:

 

Uzaklaşan uçağa göre kendisine gelen sinyalin hızı = 299793308 - 850 = 299792458 = c

Yaklaşan uçağa göre kendisine gelen sinyalin hızı  = 299791608 + 850= 299792458 = c

 

Dolayısıyla mevcut Elektromanyetik Teorideki yanlışlık "c" sabitinde değil, "c" sabitinin nasıl yorumlanması gerektiği ile ilgidir. Sonuç olarak, bir elektromanyetik dalga varma hedefinin referans sistemini temel almakta, hedefindeki referans sistemine göre c hızıyla gitmektedir, işi özü budur. Bu sayfada kullanılan örnek bu durumu anlatmaktadır; aynı anda yola çıkan ve aynı mesaj değerini taşıyan elektromanyetik dalgaların her biri kendi varış hedefinin referans sistemini temel almış ve o referans sitemine göre "c"  hızıyla gitmiştir. Byte Kaymasının matematiği bize bunu göstermektedir.

 

Vurgulamak isterim ki, hareketli hedefe doğru giden bir elektromanyetik dalganın hızı şimdiye kadar hiç ölçülmemiştir. Dolayısıyla Elektromanyetik Teori elinde yararlanabileceği böyle bir ölçüm sonucu olmadan c sabitinin yanlış yorumuyla inşa edilmiştir, bunun sonucunda teoride eksikliklerin, hataların oluşması doğaldır. Eğer bu ölçüm Elektromanyetik Teorinin inşa aşamasında yapılmış olsaydı, bu sayfada anlatılan durum herkes tarafından bilinen bir durum olacaktı. (c+v)(c-v) matematiği, Elektromanyetik Teorinin mevcut matematiğini hareketli frame'ler arasındaki elektromanyetik etkileşimi kapsayacak şekilde genişletmekte ve eksikliklerini gidermektedir.

 

Yalın bir matematiksel gerçeklikle hazırlanmış olan bu makalemi bilim insanlarının dikkate alacağını umuyorum. Şimdi önemli olan, Byte Kayması ölçümünü yapmak ve burada anlatılanların doğruluğunu teyit etmektir. Bu ölçüm Elektromanyetik Teoriye (c+v)(c-v) matematiğini kazandıracak ve bilimde büyük bir ilerleme sağlayacaktır.

 

 

Okuduğunuz için teşekkür ederim.

Han Erim

 

 

aliceinphysics.com

Establish: December 2001

Copyright © 2000-2015. Han Erim. All Rights Reserved.