Telsiz duyarga ağlarda hata toleransı destekli katmanlar arası çerçeve tasarımı
Designing a fault tolerant cross-layer framework in wireless sensor networks
Yazar: LÜTFİYE ÖZLEM KARACA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RADOSVETA SOKULLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Hata toleransı = Fault tolerance ; Kablosuz ağlar = Wireless networks ; Çerçeve = Frame

Özet:
Telsiz duyarga ağlarının-TDA (Wireless Sensor Network-WSN) uygulama alanları ve önemi gittikçe artmaktadır. TDA`nın daha verimli tasarlanması, daha uzun ömürlü, daha performanslı, ekonomik yönden daha hesaplı duyarga ağlarının kurulumuna olanak verecektir.Tasarım esasları belirlenirken, ağ özelliklerinin bir genel çerçeve (framework) şeklinde ele alınması, farklı alanlarda uygulanacak TDA`nda hangi temel özelliklerin bulunması gerektiği hakkında fikir verecektir. TDA'nda katmanlar-arası (KA) tasarım tekniklerinin ağ performansını artırdığı çeşitli çalışmalarla gösterilmektedir.Bu çalışmadaki esas amaç, TDA`nın ihtiyaçlarına cevap veren bir KA çerçeve tasarımı yapılmasıdır. Bunun için çalışmanın ilk aşamasında; uygulama türleri ve gereksinimleri incelenerek, bir KA tasarımda bulunması gereken özellikler belirtilmiştir. İkinci aşamada, farklı uygulama gruplarının tasarım öncelikleri çoklu ölçüt karar alma yöntemlerinden biri olan Analitik Hiyerarşi İşlemi (Analytic Hierarchy Process - AHP) metodu kullanılarak belirlenmiştir. Hata toleransı TDA'nın yapısı gereği son derece önemlidir. Çalışmanın üçüncü aşamasında hata toleransı konusu bir çerçeve içinde ele alınmış ve hata toleransı destekli bir KA çerçeve önerilmiştir.Anahtar Sözcükler: Telsiz duyarga ağları, hata toleransı, katmanlar-arası tasarım çerçevesi, AHP, çerçeve tasarımı.

Abstract:
The importance and the application areas of Wireless Sensor Networks (WSN) increase more and more. The efficient design of WSN yields durable, high performance and low-cost sensor networks applications in real life.The general specifications of WSN for different implementation areas should be used as a general framework for network design in the early phase of the design. While this design process is well defined for traditional networks and is based on the accepted Open System Interconnection (OSI) model, numerous studies have shown that it is not suitable for WSN. Thus, the cross-layer design techniques have emerged as an alternative design approach to increase the network performance in wireless sensor networks.The main aim of this study is building a cross-layer design framework that fulfills the requirements of wireless sensor networks. As a first step of the thesis study, the specifications of the cross-layer design have been stated in relation to the application classes and their requirements. Secondly, the design priorities of different application areas have been determined by using the powerful Analytic Hierarchy Process (AHP) method which is one of the multi-criteria decision making methods. Furthermore, the study has concentrated on fault tolerance as it is major component in increasing the performance of the designed WSN. Fault tolerance is an important parameter in the design phase due to the structure of the wireless sensor networks. Therefore, a fault tolerant cross-layer framework has been suggested and implemented. The thesis is concluded with the representation of comparative results, conclusions and directives for future work.Keywords: : Wireless sensor networks, fault tolerance, cross-layer design frameworks, AHP, protocol design.