Telsiz duyarga ağlarında dağıtık uygulamalar için küme ve omurga tabanlı iletişim mimarileri

Abstract

Telsiz duyarga ağı (TDA) çevreden algılama yapabilen vekablosuz haberleşebilen düğümlerin sabit bir altyapı olmadanoluşturdukları bir ağdır. Habitat gözlemleme, askeri gözetim ve hedeftakip TDAyla yapabilecek örnek uygulamalardır. Kümeleme veomurga oluşturma uygulama paketlerinin etkin olarak yönetilmesi içinkullanılan yöntemlerdir. Bu tezde, TDA için küme ve omurga tabanlıiletişim mimarileri çalışılmıştır.Tezde ilk olarak güçlü iletişim kanallarını seçmeyi amaçlayanağırlıklı çizge eşleme tabanlı dağıtık algoritmalar tasarlanmıştır. İkinciolarak enerjisi yüksek düğümleri seçmeyi amaçlayan merkezi ağırlıklıbağlı hâkim küme algoritmalarının dağıtık sürümleri tasarlanmıştır.Bu algoritmaların senkron ve asenkron sürümlerinin tasarımıverilmiştir. Son olarak sıradan düğümlerin az enerji harcamasınıhedefleyen bir yaklaşım olarak, donanım etmeni tarafından merkeziişletilen konumlandırma ve kümeleme çerçevesi çalışılmıştır. Önerilenalgoritmaların doğrulukları ve karmaşıklıkları analiz edilmiş,benzetimleri değişen parametrelere göre ve literatürdeki algoritmalarlakarşılaştırılarak yapılmıştır. Ayrıca önerilen algoritmaların üzerineyapılabilecek geliştirmeler ve bu algoritmalara uygun örnekuygulamalar gösterilmiştir.

Wireless Sensor Network (WSN) is an infrastructurelessnetwork of nodes which are capable of sensing environment andcommunicating over wireless links. Habitat monitoring, militarysurveillance and target tracking are some application types of WSN.Clustering and backbone formation are methods to efficiently managethe application packets. In this thesis, cluster and backbone basedcommunication architectures have been studied.In this thesis, weighted graph matching based distributedalgorithms which are aimed to select strong communication links havebeen studied firstly. Secondly, the distributed versions of centralweighted connected dominating set algorithms which are aimed toselect nodes with high energy have been designed. The synchronousand asynchronous versions of the proposed algorithms have beengiven. Lastly the framework executed centrally by an hardware agenthave been studied as an approach which targets very low energyconsumption of ordinary nodes. The correctness and complexities ofthe proposed algorithms have been analyzed, the simulations of thesealgorithms have been made with respect to varying parameters and bycomparing with the algorithms in literature. Also the possibleimprovements and the example suitable applications of the proposedalgorithms have been studied.