Reliable transport for wireless sensor and actor networks

Abstract

Kablosuz sensör ve aktör ağlar (KSAA), fiziksel dünyayı izlemek, verileri işlemek, kararlar vermek ve uygun eylemlerde bulunmak için kullanılırlar. Bu ağlardaki bilginin güvenilir iletimi, uygun eylemlerin doğruluğu, olguların gerçek görünümü ve sensör düğüm noktalarındaki modüllerin güncellenmeleri için gereklidir. Bu çalışmada, KSAA için ölçeklenebilir, enerji haberdar ve esnek bir iletim çözümü sunulmaktadır. Önerilen iletim çözümü, sensör-aktör ve aktör-sensör güvenilir iletim olmak üzere iki ana parçaya bölünmüştür. Olayların güvenilirlik gereksinimlerini karşılamak amacıyla sensör-aktör iletim daha sonra dört ayrı iletim moduna ayrılmıştır: basit, adil, önceliklendirilmiş ve gerçek zamanlı. Sensörlerden aktöre olay bilgilerinin aktarımındaki ani taleplerin tıkanıklığa neden olmasından dolayı, paket iletim süresi ve düğümlerin arabelleklerinin büyüklüğüne dayanan özgün bir tıkanıklık denetim planı da bu çalışmada sunulmuştur. Girişimin etkisini azaltmak amacıyla, iletim katmanında, alttaki katmanlara düzenli olay paketi iletimi için, özgün bir tarife tabanlı paket yönlendirme planı belirtilmiştir. Aktör-Sensör güvenilir iletim, tüm veri paketlerinin kaynaktan tüm sensör düğüm noktalarına tatminkar iletimini sağlamayı amaçlamaktadır. Bu çalışmada, kayıp paketlerin kazanılabildiği iletim oranının, ağdaki düğüm noktalarının düzenlenmesine bağlı olduğu gösterilmiştir. Wireless Sensor and Actor Networks (WSANs) are used for monitoring the physical world, processing data, making decisions and performing appropriate actions. Reliable transport of information in these networks is necessary for the correctness of an appropriate action, for obtaining the exact picture of phenomenon and for updating the modules of sensor nodes. A scalable, energy-aware and flexible transport solution for WSANs is presented in this study. The proposed transport solution is divided into two major parts sensors-to-actors and actor-to-sensors reliable transport. In order to fulfill different reliability requirements of events, the sensors-to-actors transport is further sub-divided into different transport modesæ simple, fair, prioritized and real-time. Since the sudden impulse of event information from the sensors to the actor results in congestion, a novel congestion control scheme based on packet delivery time and buffer size of nodes is also presented in this study. In order to decrease the affect of interference, a novel schedule based packet forwarding scheme is introduced at the transport layer for orderly delivery of event packets to underlying layers. The actor to sensors reliable transport is aimed to provide successful transport of all data packets from the source to sensor nodes. In this study it is shown that, the rate at which lost packets should be recovered depends on the arrangement of nodes in the network.