Araç geçici ağlar içinde ağırlıklı oylama yöntemiyle röle düğüm seçimi

Geleneksel VANET (Araç Geçici Ağı) açılımında yol kenarı birimleri (RSU) ile kesintisiz ve güçlü bağlantı kurulumlarında ciddi problemler ortaya çıkmaktadır. Bilinen bir gerçek olarak bu sorun araçların yüksek hareketliliği ile tetiklenmesinden doğmaktadır. Bu sorunu gidermek için en uygun çözümün, röle görevi gören en optimum aracın seçilmesi ile mümkün olabilir. Bunun bir sonucu olarak bu çalışmada en uygun ve optimum röle aracının ağırlıklı oylama yöntemi kullanılarak algoritmik seçiminin yapılması ile ilgili öneri getirilmiştir. Oyun teorisi yaklaşımımızda röle aracı seçimleri çeşitli yardımlaşma koalisyonları ile gerçekleştirilmiştir. Belirtilmelidir ki, oyun teorisi interaktif karar verme gibi karmaşık durumlarda matematiksel analiz ve modelleme yapabilen uygulamalı matematik algorittması ile dizayn edilen mükemmel bir araçtır. Sunduğumuz ağırlıklı oylama yöntemi algoritması Banzhaf güç ölçüsünün kullanılarak paket dağıtımları esnasında, artan throughput lar ve azaltılan mesaj iletişim gecikmeleri gibi adil ve optimal sonuçlar ortaya çıkmasını sağlar. Performans değerlendirme sonuçları, kendisini düşünen bağımsız düğümler içeren beraber çalışmayan metodlarla karşılaştırıldığında ağırlıklı oylama oyun teorimiz throughput larda yaklaşık 24\% artış ve mesaj iletim gecikmelerinde 18\% azalış göstermektedir. Bu algoritma farklı hız menzillerinde tekrarlanmaktadır. Genel bir giriş ve tanımlama olarak röle düğüm yönetimi 1.kısmında sunulmaktadır. VANET (Araç Geçiçi Ağı) bilgi ve iletişimdeki son ilerlemelerle birlikte sürücülerin rahat ve verimli seyahatleri için yol boyunca gerekli bilgileri sağlayarak sürücülere yardımcı olan önemli bir konsept olmuştur. Araçların daimi hareketi topolojinin dinamik olarak değişimine neden olduğu için dinamik olarak yol kenarı iletişim noktalarıyla sürekli ve güçlü bir bağlantının kurulması ve sürdürülebilirliği için zordur. Bu problemlerin üstesinden gelmek ve verimli optimal bir bağlantıyı yönetmek için bazı araçları röle olarak bağlantıyı güçlendirmek ve takviye etmek amaçlı kullanılması gerekmektedir. Tatmin edici bir metod sağlamak bu seçim için gerekmektedir. Araçları yollarda sürekli bir şekilde hareket yapmalari ve topoloji değişimleri nedeniyle zor bir durumdur. Literatür araştırması kısmında farklı röle bağı seçim metodları değerlendirilmiştir. Contribution kısmında önerilen çalışmanın çerçevesi ve algoritması ile ilgili özet bir bilgilendirme yapılmıştır. 2.Bölümde, Araç geçici ağı hakkında ayrıntılı açıklama yapılmıştır. Bu bölümde VANET'in ana kullanım amacı ve ayrıca sistem bileşenleri anlatılmaktadır. Ayrıca, VANET uygulaması ile ilgili özet açıklamada yapılmıştır. VANET uygulaması, güvenlikten trafik verimliliğine ve eğlence uygulamalarına kadar çeşitlilik içerir. Ek olarak, VANET karakteristiği zorluk tanımlamalarının önemli bir faktörü olarak bahsedilmiştir. İletişim modellerinin farklı metdoları VANET'in ayrılmaz kısımları olarak gösterilmiştir. Çeşitli yönlendirme protokollerinde bu bölüm içerisinde bahsedilmiştir. Oyun teorisi problemli olan bazı durumların çözümlenmesi için mükemmel bir araçtır. Bu aracın matematiksel analiz ve modelleme yapabilen uygulamalı matematik algoritması ile dizayn edilir. 3.Bölümde oyun teorisinin kullanım nedeni bu çalışma içinde bahsedilmiştir. Oyunların genel sınıflandırılması gösterilmiştir. Oylama oyunu katılımcıların en makul ve uygun olan adayın seçiminde ortak bir sonuç belirlemesine izin vermektedir. Oylama oyununun çeşitleride yine bu bölümde anlatılmaktadır. Bu çeşitlerden bir tanesi ağırlıklı oylama yöntemi olarak adlandırılır.Her oyuncunun ağırlığı o oyuncunun sahip olduğu gücün miktarını temsil etmez. Adil sonuçlara ulaşmak için, detaylı bir şekilde gösterilmiş ve açıklanmış bazı çeşitli güç endeks ölçüleri vardır. Banzhaf güç ölçüsü bu güç indekslerinden biridir. Bu indeks, oylama sonuçlarının oy verenler arasında eşit dağıtılmadığı bir oy sonucunun değişim oranını ifade eder. Oyunlar kendi aralarında koalisyona girme ya da koalisyondan çıkmak haklarına sahiptir. Bu nedenle, araçların hareketli olması dolayısıyla Banzhaf güç ölçüsü kullanılmaktadır. Eğer bir oyuncu stratejisini değiştirir ve diğerleri sabit kaldığında, stratejisini değiştiren oyuncu strateji değişiminden çok fazla bir fayda kazanç elde edemeyebilir. Bu Nash dengesi olarak adlandırılı. Nash dengesinin kısa bir özeti her oyunun temeli olarak verilmiştir. Bölüm 4 te Ağ mimarisi ve sistem modeli anlatılmış ve detaylandırılmıştır. Ağ özeti gösterilmiştir. Anchor ve Relay araç ifadeleri tanıtılmıştır. Dahası, çalışmamızda sunduğumuz algoritmanın bir açıklaması yapılmıştır. VANET elementleri arasında röle düğümü seçimi ve oyun teorisinin oluşumunda bir haritalama yapılmıştır. Ağ topoloji örnekleri ve sunulan sistem model şemaları gösterilmiştir. Önerdiğimiz sistem modelimiz tarama, bağlanma girişimi, koalisyon şekillendirmesi, oylama, optimal röle seçimi, paket dağıtımını içerir. Pay-off fonksiyonu hem anchor hem röle araçları için hesaplanmıştır. Bu hesaplama röle aracı ile RSU arasındaki linkin transmisyon olasılığına dayanarak ve ayrıca kullanılabilir bant genişliğine,bant genişliği özelliğine ve hizmetin bedeline göre hesaplanmıştır. 5.Bölümde deneysel sonuçlar ve performans değerlendirmesi sağlanmıştır. Sunulan kooperatif ağırlıklı oy oyun algoritmasının performans değerlendirilmiş ve Matlab kullanılarak kooperatif olmayan yaklaşım karşılaştırılmıştır. 2 farklı hız menziline sahip araçlar bu algoritma kullanılarak incelenmiştir. Performans değerlendirme sonuçları göstermektedir ki, bizim sunduğumuz algoritma kooperatif olmayan metodla karşılaştırıldığında throughput sonuçlarındaki artışlar ve mesaj dağıtımları hakkkında ki gecikme azaltılmıştır. Ek olarak, gerçekçi VANET simülasyonu dikkate alınmış. Bu simülasyon için gerçek dünya verileri kullanımı gerekmektedir. Bu bilgiler haritalar, istatistiksel veriler, trafik sayaçları, gerçek izleri, GPS tabanlı veri elde edilebilir. Bu bilgiler trafik jeneratörleri kullanılarak işlenir. Gerçekçi trafik jeneratörler VANET simülasyonları kalitesini artırmak için önemlidir. Basit hareketlilik modellerinin kullanımı iyimser iletişim için yol açar. Sonunda, sonuç bölümü tüm adımları ve yöntemleri açıklamaktadır. Bu bölümde tüm kullanılan yöntemlerin kısa bir açıklaması verilmektedir.