Kablosuz algılayıcı ağlar için hibrit kayıp telafi mekanizmasına dayanan yeni bir taşıma protokolü tasarımı

Abstract

Kablosuz Algılayıcı Ağ (KAA)’lar, bakım gerektirmeden uzun yıllar çalışabilmeleri ve çok çeşitli alanlarda kullanılabilmeleri sebebiyle hem endüstriyel uygulamalarda hem de akademik çalışmalarda çok popüler bir alan haline gelmiştir. KAA’ları meydana getiren düğümler, düşük fiyatlı, sınırlı enerjiye ve basit radyoya sahip cihazlardır. Ancak, maliyeti düşürmek için kablosuz algılayıcı düğümlerinde düşük kaliteli radyo alıcı/vericilerin kullanılması, düğüm iletişimlerinin ortam koşullarından kolaylıkla etkilenmesine ve paket kayıplarının ciddi manada fazla olmasına yol açabilmektedir. KAA’larda güvenilir iletişim gerçekleştirmek birçok uygulama için son derece önemlidir. Özellikle de askeri ve tıbbi alanlardaki kritik uygulamalarda paket kayıpları ciddi sorunlara yol açabilir. Ayrıca, bu gibi uygulamalarda paketlerin düşük gecikmeler ile hedeflere iletilmesi de son derece önemlidir. Bu sebeple, birçok KAA uygulamasında yüksek güvenirlik sağlayan ve gecikmeye-duyarlı bir taşıma katmanının bulunması gerekmektedir. Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen bu gereksinimler doğrultusunda KAA’lar için Hibrit Kayıp telafi Mekanizmasına dayanan yeni bir Taşıma (HİKMET) protokolünün tasarımı gerçekleştirilmiştir. Önerilen protokol, ortam koşullarına göre adaptif olarak kullandığı kayıp telafi mekanizmasını değiştirerek uygun güvenirlik ve gecikme sağlayabilmektedir. HİKMET’in başarım değerlendirmesi için Paket Başarım Oranı, Uçtan Uca gecikme, Enerji Maliyeti ve Paket Maliyeti olmak üzere dört farklı kıstas kullanılmıştır. Gerçekleştirilen detaylı benzetim sonuçlarına göre HİKMET, PSFQ ve DTC gibi iki önemli protokolden daha yüksek performans sağlamıştır.

Wireless Sensor Networks (WSNs) has become a very popular topic in academic research and industrial applications since they can work without maintenance for many years. Sensor nodes building a WSN are generally low-cost devices which have a simple radio and limited energy sources. However, the use of low-quality radio in sensor nodes to reduce the cost may cause the node communications to be affected by environmental conditions and this may result in serious packet losses. The reliable communication in WSN is extremely important for many applications. Packet losses can lead to serious problems, particularly on critical applications such as military and medical fields. In addition, the transmission of packets with low endto-end delay is extremely important in some applications. Therefore, delay-sensitive transport layer must be used to provide high reliability in many WSN applications. In this thesis, hybrid loss recovery mechanism transport layer protocol is designed to meet the requirements mentioned above for WSNs. The proposed transport protocol provides optimum reliability and end-to-end delay by changing loss recovery mechanism according to environmental conditions adaptively. For performance evaluation of proposed algorithm, four different criterions are used. They are packet delivery ratio, end to end delay, energy cost and packet overhead. According to the performance results of a detailed simulation, proposed protocol has better performance characteristic than PSFQ and DTC which are one of the major protocols.