Kablosuz vücut alan ağları için yazılım tanımlı ağ destekli yeni bir protokol mimarisi

Kablosuz vücut alan ağları (KVAA), insan sağlığı verilerinin izlenmesini sağlayan en umut verici iletişim teknolojilerinden biridir. KVAA mimarisinin heterojen ve karmaşık ağ yapısı, üretici firma bağımlılığı, hareketlilik durumları, sınırlı enerji kaynakları, trafik önceliklendirme yönetimi, kurulum/yeniden yapılandırma gibi kontrol ve yönetim süreçleri halen çözüm bekleyen bazı sorunlar arasında yerini almaktadır. Bu sorunlarla başa çıkabilmek için ağ iletişiminde yeni bir tasarım ve yönetim anlayışını tanımlayan Yazılım Tanımlı Ağ (YTA) yaklaşımı son zamanlarda hem akademi hem de endüstri dünyası tarafından oldukça ilgiyle karşılanmıştır. Bu tez çalışmasında, uygulama gereksinimleri CSMA-CA temelli IEEE 802.15.6 standardına göre tanımlanmış KVAA mimarisinin esnek, programlanabilir, enerji duyarlı ve yönetilebilir dinamik bir ağ yapısına kavuşabilmesi için Yazılım Tanımlı Kablosuz Vücut Alan Ağ (YT-KVAA) yaklaşımı önerilmiştir. YT-KVAA mimarisi için HUBsFlow ağ ara yüz protokolü, SDNRouting ile ESR-W enerji duyarlı yönlendirme algoritmaları, bulanık mantık tabanlı ağ geçidi seçim algoritması ve özgül emilim oranına (SAR) dayalı dinamik koordinatör düğüm seçim algoritması geliştirilmiştir. Ağın genel görünümüne sahip, kapsama alanındaki tüm HUB düğümlerini yönetebilen, ağla ilgili kontrol ve yönetim işlemlerini devralmış bir denetleyici tasarlanmıştır. HUBsFlow ağ ara yüz protokolü, kontrol katmanı elemanı olan denetleyicinin veri katmanı elemanları olan HUB düğümleri ile iletişim kurma biçimini standartlaştırmak için önerilmiştir. YT-KVAA mimarisinin tüm bileşenleri, protokolleri ve algoritmaları Riverbed Modeler benzetim yazılımı kullanılarak geliştirilmiştir. Çeşitli senaryolar ile yapılan performans değerlendirmesinde iş çıkarımı, uçtan uca gecikme, paket kayıp oranı, bit hata oranı, başarılı iletim oranı ve enerji tüketim değerleri gibi ağ başarım parametreleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, IEEE/ISO 11073 kişisel sağlık veri standardının tanımladığı servis kalite gereksinimleri temel alındığında, YT-KVAA yaklaşımı geleneksel KVAA mimarisine göre daha uygun sonuçlar verdiği saptanmıştır.