Kablosuz algılayıcı ağlarda belirsiz veri üretimi için gürbüz en iyileme

Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA), son zamanlardaki teknolojik yenilikler ile birlikte askeri, sağlık, çevre, afet yönetimi, habitat gözlemi gibi pek çok farklı alanda uygulanabilirlik özelliğine sahip olmasıyla göz önüne çıkan bir teknolojidir. Kablosuz Vücut Alan Ağları (KVAA) ise, yakın zamanda benimsenen ve hastaların sağlık koşullarının uzaktan izlenmesi gibi önemli sağlık uygulamalarında yaygın şekilde kullanılan özel bir KAA türüdür. KAA'larda genellikle çok sayıda algılayıcı düğüm, gözlemlenecek bölgeye rastgele saçılarak yerleştirildiğinden algılayıcı düğümlerin pillerinin değiştirilmesi veya yeniden şarj edilmesi pratikte anlamlı ve mümkün olmayabilir. Dolayısıyla da ağın enerji verimli kullanımını sağlamak, ağa dair temel beklenti uzun süre çalışması olduğundan çok önemlidir. KAA teknolojisinde karşılaşılan başka bir sorun ise literatürde trafik belirsizliği olarak belirtilmektedir. Bazı durumlarda algılayıcı düğümler veri üretimini olay-odaklı bir şekilde gerçekleştirmektedir. Bu demektir ki ölçüm yapılan ortamda bir olay gerçekleşirse veri üretimi söz konusu olur. Aksi durumda algılayıcılar bir nevi uyku durumuna geçerek enerji tasarrufu yaparlar. Bu sebeple iletilecek veri miktarı, önceden tam olarak bilinememediğinde ağ üzerindeki trafiğe dair belirsizliğe yol açmaktadır. Literatürde yer alan çalışmalarda belirsiz veri üretim miktarı genellikle ihmal edilmektedir, ancak bu ihmalin sonucunda ağın beklenen performansa ulaşması ve dolayısıyla etkin işleyişi tehlikeye atılmaktadır. KVAA bünyesindeki vücut algılayıcı düğümleri genellikle olay-odaklı ölçüm yapacak şekilde yapılandırılmaktadır. Bu tasarımlar, veri trafiğindeki belirsizlik ihmal edilerek yapıldığında hastaların sağlığını olumsuz yönde etkileyebilecek durumlara yol açabilmektedir. KAA teknolojisindeki ağ ömrü ve belirsiz veri üretim miktarı problemlerini ele almak için, bu çalışmada öncelikle her bir algılayıcının birim zamanda ölçeceği veri miktarının kesin olarak bilindiği varsayımıyla enerji verimli deterministik bir model sunulmaktadır. Ardından sensörlerin birim zamanda ölçtükleri veri miktarının farklı olabileceği öngörüsü ile gürbüz bir enerji verimli KAA tasarımı problemi ele alınarak olası üretim oranlarının, çokyüzlü bir küme ile ifade edildiği durum incelenmektedir. Çalışmada öncelikle yarı sonsuz programlama modeli sunulmaktadır. Daha sonra eşlenirlik kullanılarak sıkı bir formülasyon elde edilmektedir. Modellerin performansını karşılaştırmak amacıyla 1,75 m boyundaki bir erkek vücudu üzerine rastgele yerleştirilen farklı büyüklüklerdeki KVAA'lar üzerinde testler yapılmıştır. Yapılan test sonuçları değerlendirilerek veri üretim miktarındaki belirsizliğin KVAA performansına dair farklı metriklere etkisi incelenmiştir. Deterministik model ile elde edilen ağ ömrü süreleri, gürbüz model ile elde edilen ağ ömürlerinden daha iyi olmasına rağmen deterministik modeldeki ağ tasarımları veri belirsizliği altında zorlandığında gürbüz modelden daha kötü bir performans sergilediği gözlemlenmiştir.