Kablosuz algılayıcı ağlarda bağlantı sayısının sınırlandırılmasının ağ ömrü üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Abstract

A wireless Sensor network consists of at least one base station and multiple sensor nodes. Sensor nodes transmit the data they produced from the environment through their sensors towards the base station. These nodes are battery powered devices and are expected to operate for a long time where recharging may not be the case. Since it results in maximal lifetime, energy efficiency is an important design objective. Optimization of the network lifetime can be achieved by balancing the energy consumption equally within the whole network. Balanced energy consumption requires nodes to split their flows to many other nodes in order to use them as relays towards the base station. Thus, some nodes have too many inward links and some have too many outward links.This situation is not desirable since it may increase the network complexity and require huge routing tables. In this study, at optimal network lifetime data splitting characteristics of sensor nodes has been examined through a linear programming framework. In the second stage, using a mixed integer programming framework, the impact of limiting number of inward and outward links on the lifetime of wireless sensor networks has been analyzed.

Kablosuz algılayıcı ağlar, en az bir baz istasyonundan ve algılayıcıları vasıtasıyla ortamdan ürettikleri veriyi baz istasyonuna iletmekle görevli çok sayıda düğümden olusan ağlardır. Enerji gereksinimlerini bataryalarından karsılayan bu düğümler, genellikle sarj etmenin mümkün olmadığı ve uzun süre hizmet vermesi beklenen ortamlarda çalısmaktadırlar. Dolayısıyla enerji verimliliği, uzun ağ ömrü sağladığı için çok büyük önem arz etmektedir. Kablosuz algılayıcı ağlarda ağ ömrünün eniyilenmesi, düğümlerin enerjilerini dengeli bir tarzda tüketmesi ile mümkün olmaktadır. Dengeli enerji tüketimi de düğümlerin verilerini baska düğümler üzerinden, onları röle olarak kullanarak, baz istasyonuna ulastırmalarını gerektirmektedir. Bunun sonucu olarak bazı düğümler çok fazla sayıda düğümden veri almakta ve bazıları da çok fazla sayıda düğüme veri göndermektedirler. Bu durum, pratik uygulamalarda ağ karmasıklığına sebep olması ve büyük rotalama tabloları gerektirmesi nedeniyle istenilmemektedir. Bu çalısmada, öncelikle bir doğrusal programlama altyapısı kullanılarak, ağ ömrünün optimal değerinde, düğümlerin verilerini dağıtma karakteristiği incelenmistir. Daha sonra ise bir tamsayı-doğrusal programlama modeli kullanılarak, ulasılabilecek en uzun ağ ömrünün, düğümlerin olusturdukları giris ve çıkıs bağlantı sayısının sınırlandırılmasıyla nasıl etkilendiği irdelenmistir.