Kablosuz çoklu-ortam algılayıcı ağlarında servis kalitesi sağlayacak çapraz katman protokolü geliştirilmesi

Abstract

Kablosuz Çoklu-ortam Algılayıcı Ağları (KÇAA) üzerinde çalışan gerçek-zamanlı ve çoklu-ortam uygulamaları servis kalitesine (QoS) ihtiyaç duyarlar. Bu uygulamalara yönelik QoS sağlayacak protokoller henüz ortaya çıkmaktadır. Bu protokollerden bazıları katmanlı ağ modeline uygun olarak önerildiklerinden enerji kullanımı açısından verimli değillerdir. Çapraz-katman modeli üzerine önerilen diğer protokoller kaynak rezervasyonu, trafik kabul kontrol ve gelişmiş trafik planlama gibi ileri QoS mekanizmaları kullandıklarından kaynakları kısıtlı KÇAA düğümlerinin üzerinde çalışmaları pek mümkün değildir. Bu nedenle bu doktora tezi kapsamında kaynakları kısıtlı KÇAA?nda QoS sağlayacak bir protokolün geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Öncelikle çapraz-katman tasarım ile QoS sağlamaya yönelik genel QoSMOS mimarisi önerilmiştir. QoSMOS mimarisi ağ ve bağ katmanlarını tek bir Çapraz-Katman Haberleşme Modülü (XLCM) altında birleştirir. XLCM, farklı QoSMOS paketlerinin sınıflandırılmasını, tampon alan yönetimini, trafik planlanmasını, Ortama Erişim Kontrolü (MAC) ile bir sonraki düğüme ötelenmesini farklı parametreler ile gerçekleştirerek paketlerin farklı QoS davranışları göstermelerini sağlar. QoSMOS üzerinde farklı protokollerin tasarlanmasına olanak tanıyan genel bir mimaridir. Bu nedenle QoSMOS mimarisine uygun QoS sağlayacak Çapraz-Katman Haberleşme Protokolü (XLCP) geliştirilmiştir. Yapılan benzetim çalışmaları XLCP?nin güvenirlik, gecikme ve işlem hacmi QoS?i sağlayabildiğini göstermiştir.

Real-time and multimedia applications running on Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) need quality of service (QoS). QoS provisioning protocols for such applications are just being emerged. Nevertheless, as some of these proposed protocols are based on layered network model, they are not energy efficient. As some other proposed cross-layer protocols leverage advanced resource reservation, traffic admission control and advanced traffic planning mechanisms, they are not suitable for resource limited WMSN nodes. Thus, in this thesis, development of a QoS provisioning protocol suitable for resource limited WMSN is studied. First, considering cross-layer design method, a generic QoSMOS architecture devoted to QoS provisioning is proposed. QoSMOS architecture unifies network and link layers under a unique Cross-layer Communication Module (XLCM). By classifying, managing buffer space, planning traffic, medium access control (MAC) and forwarding QoSMOS packets to next node with deviant parameters, XLCM results with distinct packet behaviors. QoSMOS is a generic architecture that enables designing different protocols on top of it. Hence, a Cross-layer Communication Protocol (XLCP) suitable for QoSMOS architecture is designed. Simulation results show that XLCP is able to provision reliability, delay and throughput QoS.