Search

IEEE802.15.4 protokolü kişisel alan ağlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Az enerjitüketimine ve düşük işlem karmaşıklığına sahip olan bu protokol birçokuygulamada tercih edilmektedir. Bu protokolün kanal erişiminde kullandığıCSMA/CA parametrelerinin en uygun değerlere atanması, haberleşme performansınıetkileyen önemli bir süreçtir. Bu değerler, ağ yapısına ve ağ trafiğine bağlıolarak değişim göstermektedir. Bu makalede, Monte Carlo simülasyonları aracılığıile farklı ağ yapılarına yönelik testler yapılmış ve en uygun değerlerbulunmuştur. Bu değerlerin bulunmasında ele alınan ağ yapısı çeşitli veritrafiğinde incelenerek parametrelerin etkisi gözlenmiştir. Bu sürece ilişkinolarak tasarlanan Monte Carlo makinesi ile hesaplanan değerlerinin performansartışındaki etkisi analiz edilmiştir. Farklı ağ yapıları ve çeşitli ağ trafikleriiçin ağ tasarımcılarına en uygun parametre değerleri önerilmiştir

Gelişen teknolojiyle birlikte küçük boyutlarda, az güç tüketen, çok fonksiyonlu algılayıcı elemanlar tasarlanabilmektedir. Bu elemanlar bir araya gelerek Kablosuz Algılayıcı Ağları (KAA'ları) oluştururlar. KAA'lar algılama, hesaplama ve iletişim yapabilen çok sayıda (örneğin binlerce) algılayıcı noktaları içerirler. Her bir nokta civarındaki sıcaklık, nem, basınç gibi nicelikleri ölçebilme, basit hesaplama işlemleri yapabilme ve etrafındaki diğer noktalarla veya baz istasyonuyla haberleşme yapabilme özelliklerine sahiptir. Belirli bir coğrafyada daha doğru ölçümler yapabilmek için daha çok sayıda algılayıcı kullanılması gerekir.KAA'ların enerji kaynakları sınırlıdır ve algılayıcı noktaların konumlandırılmaları genelde önceden belirlenmemekte ve zor coğrafya bölgelerine veya afet bölgelerine rasgele yerleştirilmektedirler. Bu özelliklerinden dolayı algılayıcı noktaların herhangi bir bakım veya düzenleme yapılmaksızın, uzun süre algılama ve iletişim yapabilmeleri önemlidir. Dolayısıyla, yüksek kalitede algılama ve hatasız çalışma için algılayıcı noktalar arasında önemli ölçüde dayanışma ve işbirliğinin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Klasik yönlendirme protokolleri KAA'lar için kullanılamamaktadır. Kendilerine özgü karakteristiklerinden dolayı KAA'lara özel ağ protokollerinin geliştirilmesi gerekmektedir. KAA'ların en önemli problemlerinden birisi yönlendirme problemidir. Yönlendirmenin temel amacı ağ ömrünü artırmak ve yoğun enerji yönetimi tekniklerinin kullanımıyla ortaya çıkan bağlantı hatalarını önlemektir.Bu çalışmada, sürü zekasına dayalı yeni yönlendirme yaklaşımları tanıtılmakta ve bu yaklaşımlar olay ve zaman bazlı KAA yapılarında kullanılmaktadır. Önerilen yaklaşımlar, KAA'ların yapısında yer alan sınırlamaları dikkate alarak, enerji tasarrufunu sağlayan yönlendirme yöntemlerinin gerçekleştirilmesini amaçlamaktadır. Olay tabanlı KAA yapıları için önerilen yaklaşımların oluşturulmasında Karınca Kolonisi Optimizasyonu (KKO) algoritması kullanılmıştır. Periyodik veri transferi gerçekleştiren zaman bazlı KAA yapıları için önerilen yaklaşımların oluşturulmasında da Yapay Arı Koloni (ABC) algoritmasından faydalanılmıştır. Performans sonuçlarının yaygın olarak kullanılan diğer metotlarla karşılaştırılması için bir benzetim programı geliştirilmiştir. Protokollerin başarısını ölçmek için farklı ağ senaryolarında farklı ölçütler kullanılarak test sonuçları alınmıştır. Alınan performans sonuçları, geliştirilen protokollerin daha tasarruflu enerji kullanarak ağ ömrünü artırdığını göstermiştir. Enerji tasarrufunun sağlanması için güç tüketimi ve transfer zamanı dikkate alınarak uygun veri yolları belirlenmiştir. Sonuç olarak, tezde önerilen yönlendirme metotlarını kullanan KAA yapıları hatalara karşı dirençli ve daha uzun ömürlü olabilmektedir. Due to technological advances in recent years, it has become possible to design multifunctioning low power sensor nodes in small scale. These components form Wireless Sensor Networks (WSNs) by cooperating together. WSNs consist of large numbers of sensor nodes (eg. by thousands) equipped with sensing, computing and communication abilities. Each node can sense the parameters such as temperature, humidity, pressure of its environment and perform simple computations, and communicate with its neighbors or base station. A greater number of sensors are needed for a certain geographical region for greater accuracy.Power supplies of WSNs are limited and the positions of the sensor nodes are usually not predetermined and deployed randomly in inaccessible geographic areas and disaster locations. This implies that the sensor nodes are expected to perform sensing and communicating for long time with no maintenance or reorganization. Therefore, extensive collaboration between sensors nodes is required to perform high quality sensing and to work with no fault. Traditional routing protocols can not be used for WSNs. Due to their own characteristic, it is required to design specific network protocols for them. One of the main problems in WSNs is the routing problem. The main goal of WSN routing is to prolong the lifetime of the network and prevent connectivity errors by employing aggressive energy management techniques.In this study, new routing approaches based on swarm intelligence are introduced and used on event-based and time-based WSN structures. The proposed approaches aim to realize the energy efficient routing methods by considering the constraints specific to WSNs. The approach employing Ant Colony Optimization (ACO) algorithm is used for the event based WSNs. ABC algorithm is utilized to develop the routing methods for time based WSNs transferring data periodically. A simulation program is developed to compare the performance of the proposed approaches with widely-used other methods. Test results are obtained by using various metrics for different network scenarios to evaluate the performance of the protocols. The results produced show that the proposed protocols provide longer network life time by saving more energy. To save energy, suitable data paths are determined by considering power consumption and transfer time. Hence, the WSNs employing the routing methods proposed in thesis can be more resistant to faults and have longer lifetime. 171

Ill DİSK PLANLAMA İÇİN KARINCA KOLONİ ALGORİTMASINA DAYALI YENİ BİR METOD ÖZET Disk hızına nazaran işlemci hızı ve hafıza kapasitesinin kat kat hızlı gelişim içerisinde olmasından dolayı disk planlama problemi teorik ilgi ve pratik öneme sahip olmuştur. Disk hızlandırma teknolojisindeki yavaş ilerleme nedeniyle daha etkin bir şekilde disk kullanımı metotlarına gerek duyulmaktadır. Disk ve hafıza kapasitesi gelişimi disk hızı gelişiminden çok daha üst seviyede olmasına rağmen, daha verimli bir şekilde disk kullanımını sağlayan algoritmaların geliştirilmesi için az sayıda çalışma yapılmıştır. Tez çalışmasında, disk planlama problemi için karınca koloni algoritması üzerine kurulu yeni bir yaklaşım önerilmiştir ve bu yaklaşımın performansı değerlendirilmiştir. Anahtar Sözcükler : Disk Planlama, Karınca Koloni Optimizasyonu IV A NEW METHOD FOR DISK SCHEDULING BASED ANT COLONY OPTIMIZATION ALGORITHM ABSTRACT Disk scheduling problem has theoretical interest and practical importance in the case that processor speed and memory capacity have been increasing several times faster than disk speed. More efficient disk usage methods have been needed because of the slow evolution in disk speed technology. Although disk and memory capacity increment is much higher versus disk speed improvement, little studies have been made to develop disk usage algorithms in more efficient manner. In this work, a new approach based on ant colony algorithm is proposed for disk scheduling problem and its performance is evaluated. Key Words : Disk Scheduling, Ant Colony Optimization 80

Bilgisayarların günümüzde her alanda kullanılmaya başlanmasıyla işlemcilere düşen yoğunluk da gün geçtikçe artmaktadır. Bu yoğunlukla baş edebilmek adına işlemcilerin sürekli olarak güncellenerek daha iyi hale getirilmesi gerekmektedir. İşlemcilerin sürekli geliştirilip hızlandırılmasına ve işlem yoğunluğu ile başa çıkabilmesi adına her geçen gün çeşitli tarifeleme algoritmaları geliştirilmeye devam edilmektedir. Tarifeleme algoritmalarının temel amacı işlemcinin verimliliğini arttırmaktır. Bunun için işlemcinin bekleyen işlemler arasında bir planlama yapması gerekmektedir. İşlemlere farklı öncelikler tanıyarak veya farklı yöntemler kullanarak bir planlama yapılabilmektedir. İşlemcinin verimliliğini arttırabilmek amacıyla bu çalışmada, var olan algoritmalar incelenmiştir. Döner Çekirdek Algoritması, Genetik Algoritma ile geliştirilmiştir. Kuyrukta bekleyen işlemler ve onlara ait parametrelere uygun kuantum değeri seçilerek optimum değerlerin bulunması hedeflenmiştir. Geliştirilen yeni yöntem, varolan standart algoritmalar ile kıyaslandığında, bekleme zamanı ve dönüş süresi diğer algoritmalardan daha kısa olarak elde edilmiştir. With the use of computers in every field, the usage intensity of processors is increasing day by day. In order to cope with this intensity, processors need to be constantly updated and improved. Various scheduling algorithms are being developed every day in order to continuously improve and accelerate the processors and to cope with the processing intensity.The main purpose of the scheduling algorithms is to increase the efficiency of the processor. For this, the processor needs to make a planning between the pending processes. Planning can be done by giving different priorities or using different methods.In order to increase the efficiency of the processor, in this study, existing algorithms were examined. Round Robin Algorithm was developed with Genetic Algorithm. It is aimed to find the optimum values by selecting the quantum value according to the pending processes and their parameters. When the developed new method compared with the existing standard algorithms, the waiting time and the turnaround time were obtained shorter than the other algorithms. 90

BULANIK MANTIK İLE KABLOSUZ VÜCUT ALAN AĞLARINDA YÖNLENDİRME METODUNUN GELİŞTİRİLMESİHatice ARSLANTAŞErciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi, Temmuz 2017Danışman: Yrd. Doç. Dr. Selçuk ÖKDEMÖZETGelişen teknoloji ile birlikte kablosuz vücut alan ağları (KVAA) hayatımızda yer almaya başlamıştır. KVAA medikal verilerin uzaktan takibinde kullanılan, kablosuz ortamda haberleşen, vücudun üzerine veya içine yerleştirilen küçük boyutlu algılayıcı düğümlerden oluşan zeki aygıtlardır. KVAA'ların temel amacı kalite ve verimliliğin artırılmasının yanında tıbbi acil durumlar meydana gelmeden önce önleyici tedbir alınmasını mümkün hale getirmektir. Bunu sağlayabilmek için de literatürde bir çok yönlendirme protokolü geliştirilmiştir. Bu protokollerin genelinde enerji etkinliği, pil ömrü, verimli iletim teknikleri araştırılarak metotlar bu parametreler üzerinde geliştirilmiştir. Günümüzde KVAA'ları meydana getiren kablosuz algılayıcı düğümlerin en büyük problemi sınırlı enerji kaynakları nedeniyle ömürlerinin kısa oluşudur. Bu amaçla, bu çalışmada, iletim kararı verilirken, düğümlerin birbirine olan uzaklıkları ve enerjisi dikkate alınarak `yol seçimi` önerisinde bulunulmuştur. Mesafe ve enerji bilgileri giriş parametresi olarak alınarak bulanık mantık denetleyici ile düğümler arası `komşu eleman seçimi` çıkış değeri hesaplanmış ve düğümlerin daha etkin yol seçimi yapması sağlanmıştır. Sonuç olarak, geliştirilen metot ile az sayıda düğüm içeren daha uzun sürede düğümlerin hayatta kalması sağlanmıştır. Daha çok sayıda düğüm içeren ağlarda ise karşılaştırma yapılan eşe–eş isteğe bağlı uzaklık vektör yönlendirme (Ad hoc On-Demand Distance Vector –AODV) protokolü ile eşit sürede ağ ömrü hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Kablosuz vücut alan ağları, bulanık mantık, ağ ömrü, yönlendirme protokolleri. DEVELOPMENT OF ROUTING METHODS IN WIRELESS BODY AREA WITH FUZZY LOGICHatice ARSLANTAŞErciyes University, Institute of Science and TechnologyMaster Thesis, July 2017Supervisor: Assist. Prof. Dr. Selçuk ÖKDEMABSTRACTWith the developing technology, wireless body area networks (WBANs) have started to take place in our lives. WBAN are smart devices that are used remotely to medical data, with communicating capability in wireless environment, and are small sized sensor nodes placed on or inside the body. The basic aim of WBAN is aimed at increasing the quality and efficiency, as well as making it possible to take preventive measures before medical emergencies happen. In order to provide this, many routing protocols have been developed in the literature. Throughout these protocols energy efficiency, battery life, efficient transmission techniques have been investigated and methods have been developed on these parameters. Nowadays, the biggest problem of wireless sensor nodes that bring WBAN to life is their short life due to limited energy resources. For this purpose, in this study, when the transmission decision is given, the `road selection` proposal has been made considering the distances between the nodes and the energy. By taking the distance and energy information as input parameters, the output value of `neighbor node selection` between fuzzy logic controller and nodes is calculated and nodes are made be eligible more effective path selection. As a result, with the developed method, it is possible to survive longer nodes much longer in networks established with a few nodes. In networks with a larger number of nodes, the network lifetime was calculated to be equal to the ad hoc on-demand distance vector (AODV) protocol. Keywords: Wireless body area networks, fuzzy logic, network life, routing protocols. 62

Kablosuz Kişisel Alan Ağları (PAN, Personal Area Networks), bilgisayarlar, telefonlar ve endüstriyel cihazlar arasında veri iletişiminde kullanılan bilgisayar ağlarıdır. Bu ağlar kısa iletişim mesafelerinde, düşük veri hızlarında, düşük güçte radyo sinyalleriyle çalışırlar.Kablosuz ağlarda iletilen verilerin alıcıya minimum hata ile ulaşması önemlidir. Birim zamanda hatasız olarak gönderilen/alınan veri miktarı kablosuz haberleşmede önemli bir ölçüt olan `veri aktarım oranını` ifade eder. Veri aktarım oranı iletilen veriler içerisinde bozulan veri miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Verideki bozulma oranı ise `bit hata oranı` olarak isimlendirilen parametreye bağlıdır. Bit hata oranı gönderilen/alınan paketin yapısına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Bit hata oranının haberleşmedeki olumsuz etkilerinin azaltılması paket yapısının nasıl düzenleneceği önemlidir.IEEE 802.15.4 protokolü Kablosuz Kişisel Alan Ağları'nda için yaygın olarak kullanılan bir standarttır. Standart, fiziksel katman (PHY) ve ortam erişim kontrolü (MAC) alt katmanı olarak adlandırılan iki OSI katmanını tanımlar. IEEE 802.15.4 PHY katmanı 250 Kb/s hızında O-QPSK (Ötelemeli – Dördün Faz Kaymalı Anahtarlama) tekniğini kullanarak veri aktarımı yapar. Fiziksel katmandaki her paket dört bitlik veri sembollerine ayrıştırılır ve her sembol otuz iki bitlik sözde rasgele gürültü dizisine (PN Chip Sequence) çevrilir.Bu tezde farklı kablosuz kanal türleri için birim zamanda maksimum veri iletimini gerçekleştirebilecek en iyi veri dizilerin bulunması amaçlanmıştır. Bunu gerçekleştirmek için adaptif bir veri dizisi üretme mekanizması önerilmiştir. IEEE 802.15.4 protokolünün mevcut ve önerilen PN dizilişleri ile MAC performans analizleri yapılmıştır. Önerinin başarısı, karşılaştırmalı performans sonuçlarını gösteren tablolar ve grafiklerle açıklanmıştır. Wireless Personal Area Networks (WPANs) are computer networks used for data transmission among devices such as computers, telephones and industrial devices. These networks are operated in short ranges using low date rates and low-power radio signals. In wireless networks, it is importat to deliver data to the receiver with minimal error. It is referred as `data transfer rate` that gives amount of data transmitted/received without error in a time unit, which is an important measure in wireless communications. Data transfer rate is directly related to the amount of corrupted data in the transmitted data. The corruption on the data is dependent on the parameter of `bit error rate`. Bit error rate of sent/received packets varies depending on data format. It is important to decrease negative effects of bit error rate in communications, and decide how to organize the format of the frame.Wireless Personal Area Networks for the IEEE 802.15.4 protocol is a used standard. IEEE 802.15.4 protocol defines two OSI layers called as Physical (PHY) layer and Media Access Control (MAC) layer. IEEE 802.15.4 PHY layer transfers data at 250 Kb/s using O-QPSK (Offset Quadrature Phase Shift Keying) modulation technique. Each packet is spitted into symbols including four data bits, and each of these symbols translated to thirty two bits Pseudo Noise(PN) chip sequences.In this thesis, it is aimed to find the best data chip sequences to obtain maximum data transfer in a time unit for different wireless channell types. To accomplish this, an adaptive data sequence generator mechanism is proposed. Performance analyses of IEEE 802.15.4 protocol with traditional and proposed PN sequences are made. The success of the proposal is illustarated in tables and graphs showing comparative performance results. 160