Designing new routing algorithms for wireless sensor networks
Kablosuz sensör ağları için özel yönlendirme algoritmalarının tasarımı
- Tez No: 374160
- Danışmanlar: PROF. DR. ALP KUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 224
Özet
Kablosuz sensör ağlar küçük-güç aygıtlardan oluşmaktadır, dolayısıyla enerji en önemli ve hayati konulardandır. Tezde, enerji verimliliğine ulaşmak için üç yeni protokol önerilmektedir. Birinci yöntemde, ağın ömrünü uzatmak için dinamik kümeleme ve ağaç yapısı üzerinde bir protokol önerilmiştir. Bu protokol iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada, kümeleme yapılmakta, onlar için dinamik şekilde birer baş küme seçilmekte ve tüm aygıtların birbirleri ile irtibatları kapsama ağacı formatında tutulmaktadır. Ayrıca bu fazda, sistemin ömrünü arttırmak amacıyla aygıtlar üzerinde uyku uyandırma modülleri kullanılır. İkinci aşama veri transferidir. Bu fazda, ağaç teorisinden oluşan yollardan faydalanılarak veri paketleri istenilen diğer aygıtlara gönderilmektedir. İkinci protokolde, destekleyici öğrenme tekniğine dayanan akıllı bir yönlendirme mekanizması önerilmektedir. İlk olarak, yeni kümeleme yöntemi uygulanmakta, sonra ağ bir çizge şeklinde ortaya çıkarılmakta ve sonunda veri paketleri akıllı yönlendirme metodu ile aygıtlar arası gönderilmektedir. Baş küme aygıtın seçimi bu protokolde farklıdır ve diğer benzer yöntemler gibi bu seçim fazla yük sisteme taşımadan akıllı sistemi kullanarak kendi verimliğini koruyarak bu aşamayı atlatır. Üçüncü protokolün enerji verimliliği, topoloji kontrolüne, veri toplama ve uyku/uyandırma yöntemlerine dayalıdır. Bu protokolün üç aşaması vardır. Birinci aşamada aygıtlar sanal katman denilen gruplara bölünürler. İkinci aşamada, bu aygıtlar bir çizge üzerinden kendi aralarında irtibat bağı kurarlar. Son aşamada, paket yönlendirme işlemleri Dikstra algoritmasından ilham alınarak gerçekleştirilmektedir. Tüm yeni yöntemler aynı giriş parametreleri ile C# programında simüle edilmiştir. Birinci protokol, Improved-LEACH, EESR ve HEED ile kıyaslanmaktadır. İkinci protokol ise, LEACH, HEED-NPF ve EECS ile kıyaslanmaktadır. Üçüncü yöntem GBR, Naps ve GAF ile kıyaslanmaktadır. Simulasyon sonuçları; ağ ömrü, paket iletilme, gecikme ve ağ dengesi gibi çeşitli parametrelerde bu protokollerin optimize olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In wireless sensor networks, energy is very important issue because these networks are consisting of low-power sensors. The thesis proposes three new protocols to reach energy efficiency. The first protocol is based on dynamic clustering and tree structure to increase lifetime of network. The protocol has two phases. The first is deployment of clusters and determination cluster head nodes for every cluster and creation communication models between nodes by a dynamic spanning tree schema. The second phase is data transmission between sensor nodes and BS/sink. In the second protocol, an intelligent routing protocol algorithm is proposed so that is based on reinforcement learning technique. In the first step of the protocol a new clustering method is applied to network and the network is established with using the connected graph and then data will transmit with using the Q-value parameter of reinforcement learning. The third protocol is an energy efficient approach so its major goal is reach to energy efficiency with using some of the methods such as topology control, sleep/wake up and data aggregation schemas. It is consisting of three phases. In the first phase, the sensors are placed into virtual layers. In the second phase, all nodes in each layer could be modeled as a random graph and then began to manage by duty cycle method. The third phase is routing and data transferring so it is based on Dijkstra algorithm. All new protocols are simulated by C# tool with same input parameters. The first protocol is compared with Improved-LEACH, EESR and HEED. Also, the second protocol is compared with LEACH, HEED-NPF and EECS. The third approach is compared with GBR, Naps and GAF. The simulation results show that new protocols have optimizing in different parameters such as network lifetime, packet delivery, packet delay and latency and network balance.
Benzer Tezler
- SDN integration for internet of things using WSN and RFID
Başlık çevirisi yok
MOHAMMED HUSSEIN AL-HUBAISHI
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELAL ÇEKEN
DOÇ. DR. SEÇKİN ARI
- Kablosuz Mesh ağlar ve kablosuz Mesh ağ uygulamaları
Wireless Mesh networks and implementations of wireless Mesh networks
ŞAFAK DURUKAN ODABAŞI
Doktora
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜL HALİM ZAİM
- Quality of service (QoS) aware flow analysis in software defined networks
Yazılım tanımlı ağlarda servis kalitesinden haberdar akış analizi
KÜBRA AYVAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERK CANBERK
- Novel interference and spectrum aware routing techniques for cognitive radio ad hoc networks
Tasarsız bilişsel radyo ağları için girişim ve spektruma dayalı özgün yönlendirme teknikleri
AHMET ÇAĞATAY TALAY
Doktora
İngilizce
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DENİZ TURGAY ALTILAR
- Yonga-üstü-ağlar için uygulamaya özgü yeniden yapılandırılabilir topoloji tasarımı
Application-specific reconfigurable topology design for network-on-chips
PINAR KÜLLÜ
Doktora
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN TOSUN