Gezgin algılayıcı ağlar için katmanlararası etkileşimli yönlendirme protokolü
A cross layer routing protocol for mobile sensor networks
Yazar: SÜLEYMAN ÇAKICI
Danışman: PROF. DR. İSMAİL ERTÜRK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Hareketli iletişim = Mobile communication ; Yönlendirme protokolleri = Routing protocols

Özet:
Geleneksel Kablosuz Algılayıcı Ağlarda (KAA?larda) genellikle düğümlerin sabit oldukları varsayılmaktadır; ancak, bazı KAA uygulamalarında izlenen olaylar veya çevre dinamik bir yapıya sahip olabilmektedir. Söz konusu uygulamalardaki algılama ve haberleşme başarımının iyileştirilmesi için hareket kabiliyetine de sahip algılayıcı düğümler içeren Gezgin Algılayıcı Ağ (GAA) sistemleri önerilmektedir.
GAA?larda algılama verilerinin bir uç düğümden başkasına aktarılması genel olarak düğümlerin birbirleri üzerinden iletişimiyle sağlanmaktadır. Bununla birlikte, enerji sınırlamalı gezgin algılayıcı düğümler sıklıkla bağlantı hatalarına sebep olmaktadır. Verilerin hedefe başarılı bir şekilde ulaştırılabilmesi için enerji verimli ve güvenilir yönlendirme protokollerine ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu tez çalışmasında, GAA?larda veri iletim güvenilirliğini artırmak için bütünleşik bir yapıda OSI referans modelinin beş katmanının (fiziksel, veri-bağı, ağ, ulaşım ve uygulama katmanları) etkileşimini ve işbirliğini esas alan yeni bir yönlendirme protokolü (MACRO) tasarlanmıştır. Önerilen protokolün üç ana amacı bulunmaktadır: 
(i)	Ağ üzerinde güvenilir yön-yolları keşfetmek,
(ii)	Mevcut yön-yolların güvenilirliğini sürdürmek ve
(iii)	Enerji farkındalıklı ve gecikme duyarlı iletişimi sağlamak.
Tasarlanan MACRO protokolünün modellenmesi ve benzetimi OPNET Modeler yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İki ayrı GAA uygulama senaryosunun benzetim sonuçları kullanılarak, MACRO?nun üç farklı geleneksel yönlendirme protokolü ile karşılaştırmalı başarım değerlendirmesi yapılmıştır. Önerilen MACRO protokolü, özellikle paket dağıtım oranı açısından iki kata kadar ve ortalama uçtan-uca paket gecikmesi açısından beş kata kadar daha iyi başarım sunmaktadır. Ayrıca, ortalama enerji tüketimi başarımının diğer protokollere ile benzer; ancak, daha kararlı olduğu sonucu, MACRO protokolünün katkısını diğer iki ölçüt ile ödünleşme yaklaşımı çerçevesinde üst düzeye çıkardığı değerlendirilmektedir.

Abstract:
In traditional Wireless Sensor Networks (WSNs), it is generally assumed that the sensor nodes are stationary; but some WSN applications can have a dynamic structure due to the monitored events or environment. To improve the performances of sensing and communication of these applications; Mobile Sensor Networks (MSNs) are proposed in the literature.
In Mobile Sensor Networks (MSNs), sensor data is generally transferred via mobile sensor nodes by multi-hop fashion. Because of the mobility of the nodes in the network, employing efficient routing protocols are essential to ensure end to end route reliability while incurring minimal power consumption and packet delay. 
In this thesis work, a new routing protocol named Mobility Adaptive Cross-layer Routing (MACRO) has been designed in order to improve the reliability of data transmission in MSNs. MACRO is based on a new cross-layer interaction and corporation among the five layers (application, transport, network, data-link and physical layers) of the OSI reference model in an integrated structure. MACRO protocol has three main objectives:
(i)	To discover the most reliable route in the network,
(ii)	To sustain the route reliability and
(iii)	To achieve energy-aware and delay-sensitive communication.
The proposed MACRO protocol has been designed, modeled and simulated by using OPNET Modeler software. According to the obtained simulation results of two separate MSN application scenarios, MACRO's comparative performance assessment was performed with three different classical routing protocols. The proposed MACRO protocol offers up to two times and up to five times better performance than the others in terms of packet delivery ratio and average end-to-end packet delay, respectively. In addition, it is concluded that MACRO's energy consumption performance is close to the classical other protocols; however it is more stable than the others, well traded off the packet delivery ratio and end-to-end packet delay results.