Kablosuz algılayıcı ağlarda ağ yaşam süresinin matematiksel programlama ile incelenmesi

Üstlendikleri misyon ve tipik uygulamalarda görülen genel karakteristikleri itibariyle kablosuz algılayıcı düğümler, genelde kısıtlı kaynaklara (kullanılacak enerji ve bant genişliği miktarı, haberleşme mesafesi, hesaplama gücü ve bellek miktarı gibi) sahiptir. Yarı iletken, ağ ve malzeme bilimi teknolojilerindeki son gelişmeler sayesinde donanım ve maliyet ile ilgili kısıtların asılması, başlangıçtaki enerji miktarını kablosuz algılayıcı ağlarda en kritik kaynak haline getirmiştir. Dolayısıyla kablosuz algılayıcı ağlar konusunda günümüze kadar yapılan çalışmalar, enerji sarfiyatını düşürerek, başka bir deyişle enerji verimli çözümler üreterek ağ yaşam süresini arttırmak konusunda yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada kablosuz algılayıcı ağlarda girişim ve bant genişliğinin ağ yaşam süresine etkileri incelenmiş, bant genişliği ihtiyacını belirleyen parametreler tespit edilerek belli parametreler altında optimum çözüm için gerekli minimum bant genişliği miktarı belirlenmiştir. Ayrıca, kablosuz algılayıcı ağlarda ayrık iletim gücü kontrolü yapıldığı durumda ağ yaşam süresi karakteristiği incelenmiş, farklı güç atama stratejileri kullanıldığında ağ yaşam süresinde meydana gelen etkiler mercek altına alınmıştır. Kullanılan güç atama stratejileri ağ yaşam süresi ve bant genişliği ihtiyaçları açısından birbiriyle karşılaştırılmıştır. Bu aşamada pozisyonlama hatalarının ve olasılıksal radyo yayılımının sonuçlara etkileri ayrıca ele alınmıştır. Önceki çalışmalarda yer alan algoritma tabanlı analiz veya deneysel ölçümlerden farklı olarak bu çalışmada çeşitli matematiksel programlama yöntemleri kullanılarak tasarlanan modeller sayesinde, geniş bir yelpazede büyük bir parametre kümesi ile detaylı incelemeler yapılmıştır. Alınan sonuçlar, bant genişliğinin ağ yaşam süresi üzerinde belli bir aralıkta etkili olduğunu, girişimin ihtiyaç duyulan bant genişliği miktarını arttırdığını, bant genişliği gereksiniminin bir çok ağ ve sistem parametresine bağlı olduğunu göstermiştir. Diğer taraftan ayrık iletim gücü kontrolünün sürekli duruma kıyasla ağ yaşam süresinde azalmaya neden olduğu, iletim gücünün daha hassas ayarlanabildiği modellerde daha iyi ağ yaşam süresi elde edilirken, aynı zamanda daha fazla bant genişliğine ihtiyaç duyulduğu görülmüştür. Pozisyonlama hatalarını tolere etmek için iletim gücünün arttırılması ile, güç kontrolündeki ayrıklaştırma seviyesinden kaynaklanan enerjideki kayıpların azaldığı gözlenmiştir. Buna rağmen yüksek pozisyonlama hataları görüldüğünde bile, iletim gücünün daha hassas ayarlanabilmesi halinde daha iyi ağ yaşam süresi elde edilebildiği anlaşılmıştır. Ayrık iletim gücü kontrolünde yol kaybından kaynaklanan fazla enerji kullanımının paket alma oranını arttırması nedeniyle bazı durumlarda uygun paket alma oranı hedeflenerek sürekli durumdan daha iyi sonuçlar alınabileceği görülmüştür.