Güvenilir kablosuz algılayıcı ağlar için çok merkezi düğümlü şartlı çok kopyalı bir yol atama stratejisi

Mikro-elektro-mekanik sistemler (MEMS) teknolojisindeki ilerlemeler, düşük maliyetli, kısıtlı batarya enerjisine sahip, küçük boyutta, fonksiyonel ve kısa mesafelerde fiziksel olarak bağlı olmadan birbirleriyle iletişim kurabilen sensörlerin gelişimine olanak tanımıştır. Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA'lar), sıcaklık, nem, ses, basınç vb. fiziksel veya çevresel faktörleri gözlemleyerek veri üreten ve birbiri üzerinden verileri özel bir bölge veya noktaya ileten, belirli bir alana dağıtılmış bağımsız sensörlerden oluşan bilgi iletim sistemleridir. Bu tezde KAA Tasarım Problemi altında ağ ömrünün ve güvenilirliğinin iyileştirilmesi amacıyla koşullu çok kopyalı ve çok yollu bir rotalama stratejisi geliştirilmiştir. Önerilen strateji, her sensörün kendi verisini iki kez baz istasyonuna (BS) gönderdiği basitçe kısıtlanmış çok kopyalı rotalama stratejileri için ağ ömrü ve güvenilirliği arasındaki ödünleşimin dikkate alındığı bir iyileştirme niteliğindedir. Buna göre kaynak algılayıcılar, kendi sezdikleri bütün veri yerine sadece ağ bütünlüğü açısından nispeten daha kritik bir rol oynayan ve merkezi olarak adlandırılan düğümler üzerinden gönderdikleri veriyi kopyalayarak düğüm ayrık yollar üzerinden BS'ye göndermektedirler. Böylece dışarıdan gelebilecek saldırılara veya düğümlerde meydana gelebilecek arızalara karşı korunaklılık bütün verinin değil sadece kritik düğümlere uğrayan kısmın korunması ile sağlanmaktadır. Problem için öncelikle iki farklı karma tamsayılı programlama modeli önerilmiştir. Sunulan çoklu merkezi düğüm ve şartlı kopyalama stratejisi farklı stratejilerle ağ ömrü ve güvenilirliği açısından çeşitli büyüklükteki ağlar üzerinde karşılaştırılmıştır. Önerilen kopyalama stratejisinin kıyaslandığı farklı çoklu kopyalama stratejilerine oranla ağ ömründen fazla feragat etmeden ağ güvenliğini belirgin şekilde iyileştirdiği anlaşılmıştır. Devamında öncelikle her iki modelin ticari çözücüyle çözüm sürelerini önemli şekilde kısaltan bazı geçerli eşitsizlikler sunulmuştur. Ayrıca özellikle büyük ölçekli örneklerin çözümü için çok aşamalı bir sezgisel geliştirilmiştir. Geliştirilen sezgisel yöntemin, bir çözücünün kabul edilebilir bir süre içinde çözemediği durumlarda daha kısa sürelerde kaliteli çözümler bulduğu ve belirtilen zaman limiti içerisinde modelin optimal çözümün bulamadığı durumlarda ise sezgiselin modelin sunduğu aralık (gap) değerini yarıya düşürdüğü görülmüştür. Son olarak sunulan modelde kullanılan bazı parametrelerin model üzerindeki etkilerini incelemek için onların farklı değerleri ile birtakım testler yapılıp elde edilen sonuçlar ile duyarlılık analizi gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kablosuz algılayıcı ağ, koşullu çoklu kopya, çoklu yol atama, güvenilirlik, matematiksel modelleme.