Tez No İndirme Tez Künye Durumu
340979
Fault-tolerant topology control in heterogeneous wireless sensor networks / Heterojen kablosuz duyarga ağlarında hata toleranslı topoloji kontrol
Yazar:HAKKI BAĞCI
Danışman: PROF. DR. ADNAN YAZICI ; DOÇ. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik 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
2013
103 s.
Kablosuz duyarga ağları, gözlemleme ve takip operasyonlarında çevre gözlemleme, savaş alanı gözetleme, sağlık çözümleri, trafik izleme, akıllı ev sistemleri ve diğer bir çok endüstriyel uygulamalar için önem kazanmaktadır. Kablosuz duyarga ağları uygulamalarının en belirgin isterleri mümkün olduğunca uzun ömürlü olmaları ve bu tip ağlarda sıkça görülen hatalara karşı da tolerans gösterebilmeleridir. Bu isterleri sağlamak amacıyla düz mimariler yerine farklı özelliklere sahip düğümlerden oluşan heterojen mimariler kullanılabilmektedir. Bu tez çalışmasında heterojen yapılı kablosuz duyarga ağlarında enerji etkin ve hataya toleranslı topoloji kontrol problemine çözüm olarak ağda yer alan her düğümden süper düğüm kümesine ayrık yollar bulan dağıtık, enerji etkin ve hataya toleranslı bir topoloji kontrol algoritması (Disjoint Path Vector) öneriyoruz. Algoritmamızın hata toleransı için gerekli olan bağlanırlık seviyesini garanti ettiğini ispat ediyoruz. Yaptığımız simülasyonlar DPV algoritmasının var olan çözümlerden düğümlerin toplam çıkış gücü açısından 4 kat, maksimum çıkış gücü açısından 2 kat daha etkin olabileceğini göstermektedir. Olası paket kaybı senaryolarında algoritmamız diğer çözümlere göre 60% daha düşük toplam çıkış gücü elde edebilmektedir.
Wireless sensor networks have come into prominence for monitoring and tracking operations in many application areas including environmental monitoring, battlefield surveillance, healthcare solutions, vehicle traffic monitoring, smart home systems and many other industrial applications. A long network life time and fault-tolerant operation are two essential requirements for wireless sensor network applications. In order to satisfy these requirements, heterogeneous architectures can be employed in wireless sensor network applications, where the network consists of several layers that are composed of different types of nodes instead of a homogeneous flat topology. In order to address energy efficient and fault-tolerant topology control in heterogeneous wireless sensor networks, we propose a distributed, energy efficient and fault-tolerant topology control algorithm called the Disjoint Path Vector (DPV), which finds disjoint paths from each sensor node to set of supernodes. We prove the correctness of our approach by showing that topologies generated by DPV are guaranteed to satisfy k-vertex supernode connectivity. Our simulations show that the DPV algorithm can achieve a 4-fold reduction in total transmission power and a 2-fold reduction in maximum transmission power compared to existing solutions. Under realistic packet loss scenarios our algorithm can reach 60% decrease in total transmission power.