Kablosuz algılayıcı ağlarda ağ yaşam süresi ve K-bağlılık arasındaki ilişkinin modellenmesi ve irdelenmesi
Analysis of the trade-off between network lifetime and K-connectivity in wireless sensor networks
Yazar: MUHAMMED ÇOBANLAR
Danışman: PROF. DR. BÜLENT TAVLI ; DOÇ. DR. HÜSEYİN UĞUR YILDIZ
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Genel olarak Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA) ve daha özelinde Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlar (SKAA) bir çok izleme ve gözetim uygulamalarında sıklıkla ve geniş alanlarda kullanılmakta olan çözümlerdendir. Her iki uygulama için de ağ yaşam süresinin enbüyüklenmesinin ve ağ güvenirliliğinin artırılmasının dikkate alınması gereken en önemli parametrelerden olduğu unutulmamalıdır. Özellikle kritik görevlerde kullanılan KAA'ların hem yaşam sürelerinin çok yüksek olması hem de ilgili ağın kesintiye uğramadan verileri ilgili baz istasyonlarına ulaştırabiliyor olması çok önem arz etmektedir. Ağın güvenirliliği bir çok parametre ile tanımlanabilir. Bu tez çalışmasında ağ güvenirliliği için daha gürbüz bir parametre olan k-bağlılık açısından güvenirlilik incelenirken, yaşam süresinin enbüyüklenmesi amaçlanmıştır. Ancak KAA'nın düğümlerinden baz istasyonuna kadar k farklı yolun oluşturulması ve ayakta tutulması için enerji tüketiminin artacak olması yani ağın yaşam süresinin kısalacak olmasından dolayı büyük bir ödünleşme meydana gelmektedir. Bu tezde ağ yaşam süresi ile ağın güvenirliliği arasındaki ödünleşme analizi ortaya konulan matematiksel programlama çerçevesinde incelenmiştir. Çok sayıda belirgin parametre için önerilen eniyileme modelinin optimal çözümleri aracılığıyla elde edilen sonuçlar ortaya koymaktadır ki k-bağlılık değerinin yüksek tutulmaya çalışılması halinde yaşam süresinde kayda değer azalmalar meydana gelmektedir.

Abstract:
Wireless Sensor Networks (WSNs) in general and Underwater Wireless Sensor Networks (UWSNs) in particular are solutions that are used frequently and in large areas in many monitoring and surveillance applications. While realizing both solutions, it should be noted that maximizing lifetime and increasing network reliability are the most important parameters to consider. It is very important that WSNs used especially in critical missions have a very high network lifetime and that the relevant network can deliver data to the relevant base stations without interruption. The reliability of the network can be defined by many parameters. In this thesis, it is aimed to maximize the lifetime while examining the reliability in terms of k-connectivity, which is a more robust parameter for network reliability. However, the creation and maintenance of k different paths from the nodes of the WSN to the base station creates a big handicap in terms of energy consumption, that is, shortening the lifetime of the network. In this thesis, the trad-eoff analysis between network lifetime and network reliability is examined within the framework of mathematical programming. The results obtained through the optimal solutions of the proposed optimization model for many significant parameters reveal that if the kconnectivity value is tried to be high can affect the network lifetime significantly.