Kablosuz Algılayıcı Ağlar Enerji-Verimli OEK Protokolleri

Yıl 2019, Cilt: 4 Sayı: 1, 56 - 68, 30.04.2019

Mehmet Akif Çifçi , Ferdi Sönmez

Öz

Enerji verimliliği, Kablosuz Algılayıcı Ağ Ortam
Erişim Kontrol protokollerinin tasarımındaki çekirdek konudur. Bu nedenle
Kablosuz Algılayıcı Ağ düğümleri tasarlanırken enerji verimliliği dikkate
alınmak zorundadır. Çoğu algılayıcı ağ uygulaması, birkaç yıl kadar sürebilen
düğümün ömrü boyunca enerji kontrolünü ve yeterliliğini gerektirir. Bunların
çevreyi izleme, veri toplama gibi ortak uygulamalar için iş birliği yapmaları
gereklidir. Her bileşen mümkün olan en düşük gücü tüketir, ortalama başarılı
iletim hızını sağlar, veri paketinin ortalama bekleme süresini azaltır ve
ortalama enerji tüketimini düşürür. Kablosuz algılayıcı ağın yaşam süresini
tamamen düğümlerin enerji tüketimine bağlıdır. Bundan dolayı algılayıcı
düğümlerin enerjilerini verimli kullanmaları önemlidir. Geleneksel protokol
nazaran, Kablosuz Algılayıcı Ağlar için geliştirilen Ortam Erişim Kontrol
protokolleri, ortaya çıkan enerji israfını büyük ölçüde azaltmayı amaçlamıştır.
Yeni bir yönlendirme olarak Ortam Erişim Kontrol protokolü, enerji
verimliliğini arttırmak ve yük dengesini sağlamak yoluyla kablosuz algılayıcı
ağ ömrünü uzatmak için sunulmuştur. Bu çalışmada Kablosuz Algılayıcı Ağlarda
enerji tasarrufu için geliştirilen Ortam Erişim Kontrol protokolleri ele alınıp
incelenecek, karşılaştırmaları yapılacaktır. Çalışmanın sonunda Ortam Erişim
Kontrol protokollerinin eksiklikleri, var olan yöntemlerden hangisinin daha iyi
olabileceği gibi önemli sonuçlara ulaşılacaktır. Bunun yanı sıra Kablosuz
Algılayıcı Ağların kullandığı protokoller incelenmiş ayrıca Ortam Erişim
Kontrol katmanında enerji israfını önleyen protokoller detaylı olarak
sunulmuştur. Çalışmanın sonunda, enerji israfını azaltmak için en Uygun Ortam
Erişim Kontrol protokolünü belirlemek ve bu protokolün eksikliklerini gidermeye
yardımcı görüşler sunmaktır.

Anahtar Kelimeler

Enerji verimliliği; Kablosuz algılayıcı ağlar; Ortam erişim kontrolleri, TDÇEK/ÇT; ZBÇE; WiseMAC; B-MAC

Kaynakça

• [1] Özdağ, R., Elektromagnetizma–benzer algoritması kullanılarak kablosuz algılayıcı ağlarının optimizasyonunun gerçekleştirilmesi. 2015.
• [2] Gao, R., H. Zhou, and G. Su. A wireless sensor network environment monitoring system based on TinyOS. 2011. IEEE.
• [3] ERDEM, O.A. and S. TOKLU, KABLOSUZ ALGILAYICI AĞLARDA ENERJİ VERİMLİ MAC PROTOKOLLERİ. 2013.
• [4] Kalaycı, T.E., Kablosuz sensör ağlar ve uygulamaları. Akademik Bilişim Konferansı, Şanlıurfa, 2009.
• [5] Khan, A.A., M.H. Rehmani, and M. Reisslein, Cognitive radio for smart grids: Survey of architectures, spectrum sensing mechanisms, and networking protocols. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2016. 18(1): p. 860-898.
• [6] YALMAN, Y. and İ. ERTÜRK, Sayısal ses içerisinde gizli veri transferinin kablosuz ortamda gerçekleştirilmesi. Politeknik Dergisi, 2008. 11(4).
• [7] KULLANILAN, K.A.A., TEKNOLOJİ VE PROTOKOLLER ÜZERİNE BİR İNCELEME.
• [8] Dargie, W. and C. Poellabauer, Fundamentals of wireless sensor networks: theory and practice. 2010: John Wiley & Sons.
• [9] Karl, H. and A. Willig, Protocols and architectures for wireless sensor networks. 2007: John Wiley & Sons.
• [10. Soylu, T., Kablosuz algılayıcı ağların uygulama alanları ve bir algılayıcı düğüm tasarımı. 2012.
• [11] Letsoalo, E. and S. Ojo. Survey of Media Access Control address spoofing attacks detection and prevention techniques in wireless networks. in IST-Africa Week Conference, 2016. 2016. IEEE.
• [12] Vuran, M.C. and I.F. Akyildiz, XLP: A cross-layer protocol for efficient communication in wireless sensor networks. IEEE transactions on mobile computing, 2010. 9(11): p. 1578-1591.
• [13] Goyal, D. and M.R. Tripathy. Routing protocols in wireless sensor networks: A survey. in Advanced Computing & Communication Technologies (ACCT), 2012 Second International Conference on. 2012. IEEE.
• [14] Goyal, R., S. Gupta, and P. Khatri. Energy aware routing protocol over leach on wireless sensor network. in Computing, Communication and Automation (ICCCA), 2016 International Conference on. 2016. IEEE.
• [15] Razaque, A. and K.M. Elleithy, Energy-efficient boarder node medium access control protocol for wireless sensor networks. Sensors, 2014. 14(3): p. 5074-5117.
• [16] Doudou, M., et al., Synchronous contention-based MAC protocols for delay-sensitive wireless sensor networks: A review and taxonomy. Journal of Network and Computer Applications, 2014. 38: p. 172-184.
• [17] Huang, P., et al., The evolution of MAC protocols in wireless sensor networks: A survey. IEEE communications surveys & tutorials, 2013. 15(1): p. 101-120.
• [18] Zhang, X. and H. Su, CREAM-MAC: Cognitive radio-enabled multi-channel MAC protocol over dynamic spectrum access networks. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 2011. 5(1): p. 110-123.
• [19] Tunca, C., et al. Ring routing: An energy-efficient routing protocol for wireless sensor networks with a mobile sink. in Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2012 20th. 2012. IEEE.
• [20] Shiakallis, O., et al., A Scheduling Scheme for Throughput Optimization in Mobile Peer-to-Peer Networks, in Emerging Innovations in Wireless Networks and Broadband Technologies. 2016, IGI Global. p. 169-198.
• [21] Kumar, P., Medium access control protocols for energy and delay efficient applications of wireless sensor networks. 2012, Freie Universität Berlin.
• [22] Bouallegue, M., et al. Impact of variable transmission power on routing protocols in wireless sensor networks. 2014. IET.
• [23] Ilyas, M. and I. Mahgoub, Handbook of sensor networks: compact wireless and wired sensing systems. 2004: CRC press.
• [24] Köybaşi, Z. and İ. Kaya. Security and power consumption comparisons of wireless sensor networks. in Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2013 21st. 2013. IEEE.
• [25] Bachir, A., et al., MAC essentials for wireless sensor networks. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2010. 12(2): p. 222-248 %@ 1553-877X.
• [26] Rezaei, Z. and S. Mobininejad, Energy saving in wireless sensor networks. International Journal of Computer Science and Engineering Survey, 2012. 3(1): p. 23 %@ 0976-3252.
• [27] Kim, Y., H. Shin, and H. Cha. Y-mac: An energy-efficient multi-channel mac protocol for dense wireless sensor networks. 2008. IEEE Computer Society.
• [28] Hafeez, K.A., et al., Distributed multichannel and mobility-aware cluster-based MAC protocol for vehicular Ad Hoc networks. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2013. 62(8): p. 3886-3902 %@ 0018-9545.
• [29] Solak, S., Kablosuz Algılayıcı Ağlarda kullanılan MAC Protokollerinin Karşılaştırmalı Başarım Analizi. Yuksek Lisans Tezi, Kocaeli University, Graduate School Of Natural And Applied Sciences, 2008.