Energy-efficient sink mobility algorithms for wireless sensor networks

Kablosuz algılayıcı ağ, bir ortamı algılayabilen ve toplanan veriyi alıcı düğüme ileten çok sayıda küçük algılayıcı düğümden oluşur. Çoğu senaryoda algılayıcı düğümler değistirilemez pillerle çalıstırılırlar ve bu durum alıcı düğüme komşu algılayıcı düğümlerin aşırı yüklenmesine bağlı olarak ağ yaşam süresini önemli ölçüde sınırlar. Alıcı düğümü hareket ettirme ve bu yolla algılayıcı düğümler arasındaki iletme yükünü eşit olarak dağıtmak, algılayıcı ağların yaşam süresini iyileştirmek için önemli tekniklerden biridir. Alıcı düğümleri, önceden tanımlanmış bir dizi alıcı yerine doğru etkili biçimde hareket ettirmek üzere tek ve çoklu alıcı hareketlilik problemleri için farklı hareketlilik algoritmaları öneriyoruz. Öncelikle, PLMA ve ELMA adı verilen düğüm yükü parametrelerinin bir tabloda birleştirildiği ve bu tablonun her bir tur için hangi alıcı yerine gidileceğini belirlemek için kullanıldığı, paket ve enerji yükü bazlı alıcı hareketlilik algoritmaları öneriyoruz. Ayrıca en iyi sonuçları elde etmek ve karşılaştırmalı değerlendirme yapmak amacıyla bir tamsayı doğrusal programlama modeli de veriyoruz. Yönlendirme topolojisi alıcı hareketlilik planlarının önemli bir bileşeni olduğundan, ağ yaşam süresini daha da artıran merkezi ve dağıtık yönlendirme topoloji oluşturma algoritmaları da öneriyoruz. İlaveten, ağ topolojisini öğrenmek için başlangıçta öğrenme aşamasına gerek duymayan A-ELMA adlı enerji-yük bazlı alıcı hareketlilik algoritması öneriyoruz. Bu algoritma bir yeri her ziyaret ettiğinde enerji yük tablosunu aşamalı olarak oluşturup güncellemektedir. Son olarak, tek alıcı hareketlilik problemi için önerilen algoritmalar dışında çoklu alıcı hareketlilik problemi için de iki farklı algoritma öneriyoruz. MSMA adlı çoklu alıcı hareket algoritması ağ yasam süresine önemli ölçüde zarar vermeyecek şekilde alıcı hareketlerinin zamanını programlarken hesaplama ve iletişim ek yükünü azaltmak için alıcı yer kombinasyonlarını etkili biçimde sınırlayan merkezi bir algoritmadır. PMA algoritması ise topoloji bilgisinin toplanmasını gerektirmeyen tamamen dağıtık bir algoritmadır. Bu algoritma, yerleri, kalan enerji değeri ve uzaklık metriklerine göre seçmektedir. Algoritmalarımızı değerlendirmek ve literatürdeki bazı temel yaklaşımlarla karşılaştırmak için kapsamlı benzetim deneyleri gerçekleştirdik. Benzetim sonuçları algoritmalarımızın ağ yaşam süresi, gecikme ve katedilen mesafe açısından bazı diğer seçeneklerden daha iyi sonuç verdiğini göstermektedir. Ayrıca algoritmalarımızın bu metriklerin her biri için hangi koşullarda daha iyi sonuç verdiğini belirliyoruz. Algoritmalarımızın kablosuz algılayıcı ağlardaki tek ve çoklu alıcı hareketlilik problemi için kullanımı kolay, etkin ve verimli çözümler sağladığını gözlemledik.