Komşu 6TiSCH ağların dengelenmesi
Balancing of neighboring 6TiSCH networks
Yazar: ERKAN DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. SEDAT GÖRMÜŞ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Günümüzde IoT cihazların kullanım alanlarının hızla artmasına bağlı olarak, Kablosuz sensör ağlarının (WSN) kurulumu, birbiriyle iletişimi ve ağ optimizasyonu önem kazanmıştır. 6TiSCH ağ ortamında kullanılan sensörler, kısıtlı enerji ve kısıtlı iletim menziline sahip düğümlerden meydana gelen bir yapıdır. Bu ağların çeşitli uygulamalarda kararlı ve performanslı çalışabilmesi için IETF 6TiSCH bünyesindeki RPL protokolü ile yönlendirme işlemleri yapılmaktadır. Aynı coğrafi ortamda bulunan birden fazla IoT ağında, düğümler komşularını ve ağdaki düğüm yoğunluğunu bilmeden yerleştikleri için, ağda kendilerine uygun bir kök düğüm seçim işlemi yaparak ona katılmaları gerekmektedir. Komşu ağlara dahil olmak isteyen yeni düğümler, ağların düğüm yoğunluğunu bilmeden ağa katılınca ağın verimliliği düşer, enerji tüketimi artar. Bu doğrultuda çözüm yaklaşımı olarak; RPL altyapısı ile geliştirilen algoritma ile düğümlerin dengeli ve dinamik bir şekilde ağa katılabilmeleri ve optimizasyonu hedeflenmiştir. Bu kapsamda, programlanan merkezi bir denetleyici ile, komşu 6TiSCH ağlara bağlanmak isteyen düğümlerin, daha az düğüm sayısı olan ağa katılabilmeleri, ağların farklı kanallar üzerinden çalışabilmesi ve ağa senkronize olan düğümlerinde ilgili kanallar üzerinden çalışabilmesi hedeflenmektedir.
Yapılan testler sonrasında komşu 6TiSCH ağlarda düğümlerin daha az yoğunluğa sahip ağa katılabilmesi, bu sayede düğümlerin yönetimi ve ağın dengelenmesi sağlanmış, başarım metriklerinde, mesaj iletim miktarlarında büyük ölçüde iyileştirme elde edilmiştir.

Abstract:
With the rapid increase in the use cases of IoT devices, the deployment, communication, and network optimization of Wireless Sensor Networks (WSNs) have become crucial. Sensors used in 6TiSCH networks are characterized by nodes with limited energy and transmission range. To ensure stable and efficient operation of these networks in various applications, routing operations are performed using the RPL protocol within the IETF 6TiSCH framework. In environments with multiple IoT networks, nodes must select a suitable root node and join it without knowing their neighbors or the node density in the network. New nodes wishing to join neighboring networks can decrease the efficiency and increase energy consumption by randomly joining a network without knowing the node density. In this context, a solution approach aims to enable nodes to join the network in a balanced and dynamic manner using an algorithm developed with the RPL infrastructure, thus optimizing network performance. With a centrally programmed controller, the goal is for nodes wishing to connect to neighboring 6TiSCH networks to join the network with fewer nodes, allowing networks to operate on different channels and synchronized nodes in the network to operate on the relevant channels. 
After testing, the goal was to enhance node management and balance in neighboring 6TiSCH networks by enabling nodes to join less dense networks, leading to significant improvements in performance metrics, especially in message transmission rates.