Kablosuz algılayıcı ağlarda karınca koloni algoritmalı rotalama ile enerji etkin rotalamanın incelenmesi
Investigation of ant colony algorithm based routing and energy efficient routing in wireless sensor networks
Yazar: VOLKAN GANGAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÖKÇE HACIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Kablosuz Algılayıcı Ağlarda algılayıcı düğümlerin kısıtlı enerji kapasiteleri, ağ ömrünü etkileyen ana faktördür. Bu anlamda farklı rotalama yöntemlerinden hangisinin hangi durumda enerji tasarruflu olduğu konusu önemlidir. Bu çalışmada, Kablosuz Algılayıcı Ağlarda, çok duraklı rotalama yöntemlerinden Karınca Koloni Algoritmalı Rotalama ile Enerji Etkin Çok Duraklı Rotalama yöntemleri incelenmiştir. Yapılan benzetimlerde, bu iki yöntemin enerji tüketimleri, ağ ömürleri ve baz istasyonuna ulaştırabildikleri toplam paket sayıları karşılaştırılmıştır. Her iki yöntemde de Heinzelman'ın Mikrosensör Ağlar için önerdiği enerji modeli kullanılmıştır. Karınca Koloni Algoritmalı Rotalama yönteminde, baz istasyonu konumunun, buharlaşma katsayısının, düğüm menzillerinin ve rota güncelleme periyodunun ağ ömrüne etkileri araştırılmıştır. Ayrıca yeni bir karınca paket yapısı önerilmiştir. Karınca hafızasının uzunluğunun (paket boyu), baz istasyonuna ulaştırılan paket sayısını önemli derecede etkilemediği görülmüştür. Baz istasyonu, ağ topolojisine uygun konumlandırılmadığı zaman, ağ ömrü ve baz istasyonuna ulaşan toplam paket sayısı oldukça olumsuz yönde etkilenmiştir. Enerji Etkin Rotalama ile Karınca Koloni Algoritmalı Rotalama kıyaslandığında ise Enerji Etkin Rotalama, ağ ömrü bakımından daha iyi sonuç vermiştir. Ancak baz istasyonuna ulaşan paket sayısına bakıldığında Karınca Koloni Algoritmalı Rotalamanın Enerji Etkin Rotalamaya göre 2 kat daha başarılı olduğu görülmüştür.

Abstract:
Limited energy capacity of the sensor nodes is a key factor that has influence on the network lifetime in Wireless Sensor Networks. In this sense, energy efficiency of routing algorithms is an important issue. In this study, Energy Efficient Routing and Ant Colony Based Routing protocols are investigated. The both of investigated protocols are multi-hop. The energy consumption, network life and number of packets arrived to base station are compared by the simulations. Heinzelman's energy model for Microsensor Networks was used for both methods. The effects on the performance of different parameters such as base station location, evaporation coefficient, update period of routing table and range of sensor nodes were investigated for Ant Colony Based routing. Also a new structure for ant memory is proposed. According to results, length of ant package has not significant influence on the total number of packets arrived to base station. When the base station is not positioned center of network topology, the total number of packets arrived to base station and network lifetime is affected quite negatively. When Energy Efficient Routing compared with Ant Colony Based Routing, performs better in terms of network lifetime. However, Ant Colony Based Routing provides to base station two times more packets than Energy Efficient Routing.