An application aware utility based lifetime quantification framework for wireless sensor networks
Telsiz algılayıcı ağlar için uygulama bağımlı fayda tabanlı ağ ömrü belirleme çatısı
- Tez No: 255867
- Danışmanlar: PROF. DR. CEM ERSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Ağ ömrü, Telsiz Algılayıcı Ağlar (TAA) gibi kısıtlı ve yenilenemez enerji kaynağına sahip düğümlerden oluşan ağlar için kullanılan yeni bir başarım ölçütüdür. Kullanıcılarının bir TAA'dan edindikleri toplam faydays işaret etmesi bakımından ağ ömrü dikkatle değerlendirilmesi gereken önemli bir göstergedir. Bu bağlamda ağ ömrü bir TAA kullanıcısının yaptığı toplam yatırımın ne derece geri döndüğünü de ifade etmektedir. Ancak uygulamaya bağımlı olduğu için TAA'ların ağ ömrünü belirlemek, gecikme gibi geleneksel ağ başarım ölçütleriyle karşılaştırdığımız zaman daha karmaşık olmaktadır. Uygulama bağımlılığı TAA alanında sıklıkla karşılaşılan ve araştırma problemlerine genelleştirilmiş çözümler bulmayı engelleyen bir etmendir ve ağ ömrü ölçümü probleminde de durum benzerdir.Bu çalışmada TAA'larda ağ ömrünün belirlenmesine uygulama bağımlılığı da katabilmek için bir çatı geliştirdik. Ağ ömrü ölçütünün ağ başarımını değerlendirmedeki önemi ve etkisini göstermek için ortaya koyduğumuz niceleme çatısını kullanarak video taşıyan ağ tiplerini de içerecek değişik uygulama senaryoları içeren deneyler gerçekleştirdik. Çalışmamızda uygulama seviyesindeki tanımlamaları dikkate almayan ağ ömrü ölçütlerinin TAA ağ ömrü nicelemesinde yetersiz kaldığını gösterdik.Önerdiğimiz metod, ATİZ (Ağırlıklı Toplam İşlevsel Zaman), iki farklı mekanizmayı içiçe kullanarak gerçekçi ve uygulamaya bağlı ağ ömrü nicelemesini gerçekleştiremektedir. İlk olarak, ATİZ bir fayda fonksiyonu aracılığıyla ağın kullanıcılarının kendi uygulama seviyesindeki gereksinimlerini sistematik olarak ifade etmelerine olanak vermektedir. Böylece ATİZ ağ ömrü nicelemesi probleminde içsel olarak bulunan, uygulama bağımlılığından kaynaklanan öznelliği, üzerinde matematiksel işlem yapılabilir hale getirerek bertaraf eder. Bahsi geçen fayda fonksiyonu ağdaki düğümlerin ortaklaşa ürettiği toplam yararı göstermektedir. İkinci olarak metodumuz, ağın yarattığı yararın kabul edilemez sınırların içinde olduğunu gösteren tek bir eşik tanımlayarak niceleme yapmak yerine değişen fayda seviyesini kullanıp ağ tarafından sunulan toplam işlevi zamanda ağırlıklı biçimde kaydetmek yoluyla daha yüksek çözünürlüklü ağ ömrü ölçümü yapmaktadır. Böylece sadece tek bir eşik değeri tanımlayan ağ ömrü ölçütlerinden farklı olarak ATİZ, ağın yararının bittiği noktaya kadar farklı yarar seviyelerinden geçerek gelen TAA'ların başarımlarını farklı rakamsal değerler ile ifade edebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Network lifetime is a novel performance metric that is used to evaluate networks comprised of nodes with irreplenishable energy sources. Wireless sensor networks (WSNs) are the primary examples of such networks. The network lifetime is a crucial performance metric since it indicates the amount of functionality obtained in return to the total investment including the sensor hardware, the deployment, and the administrative work. Unlike the legacy network performance metrics such as delay, throughput or jitter, the evaluation of network lifetime is not straightforward because of the application dependence involved. Application dependence is a recurring theme in the WSN domain that inhibits finding generalized solutions to the research problems, where the network lifetime quantification is no exception. In this work, we devise a framework for incorporating the application dependence into the lifetime measurement process of the wireless sensor networks, thereafter via extensive experiments, demonstrate the significance of the lifetime metric itself in the quantification process for a variety of application scenarios including both scalar and video based wireless sensor networks. We show that the lifetime metrics that ignore application dependence fail in solving the network lifetime quantification problem in WSNs. Our proposed framework, weighted cumulative operational time (WCOT), combines two distinct mechanisms for realistic and application context aware network lifetime evaluation. Firstly, by introducing the \emph{utility function} it enables the users of the network to inscribe their own application level requirements in a formal setting. This clarifies the inherent subjectivity due to the application dependence involved in the WSN network lifetime quantification problem by transforming it into a form that renders further computation possible. The utility function denotes the total cumulative utility (usefulness) offered by the collaboration of the sensor nodes. Secondly, instead of offering a single cut-off threshold value for defining the point after which the network is assumed to be nonfunctional, WCOT framework makes use of the gradual change in the utility of the network and record how the network evolves over time in terms of functionality offered by keeping the weighted sum of the operational time. Unlike lifetime metrics that focus on a single threshold value, WCOT is able to differentiate network performances that differ in how the network evolves till the utility drops to zero.
Benzer Tezler
- Portföy yönetiminde dinamik varlık yönetim stratejileri
Dynamic asset allocation strategies in portfolio management
MUSTAFA DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
BankacılıkMarmara ÜniversitesiSermaye Piyasası ve Borsa Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM KOÇ
- Energy demand forecasting in fog computing based microgrids using ensemble learning
Sis bilişimi tabanlı mikro şebekelerde topluluk öğrenme ile enerji talep tahmini
TUĞÇE KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN İNCE
- Yatırım projelerinin değerlendirilmesinde çok ölçütlü yöntemler
Multi-criteria methods in evaluating investment projects
CENGİZ KAHRAMAN
- Offloading decision with mobility-aware for mobile edge computing in 5G networks
5g şebekesinde mobil kenar bilgi işlem için mobilite bilinci ile aktarma kararları
SAEID JAHANDAR BONAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ERGEN
- Yazılım geliştirme süreci sürdürülebilirlik faktörlerinin performans üzerindeki etkisinin yapısal eşitlik modellemesi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of software development life cycle sustainability factors on performance by structural equation modeling
KORAY ÇIRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜR BERSAM BOLAT