Yeraltı Algılayıcı Ağlarda Kayıpsız Veri İletimi için Sezme Tabanlı Ortam Erişim Tekniğinin Başarım Analizi

Kablosuz yeraltı algılayıcı ağlarda temel olarak iki farklı haberleşme ortamı vardır. Bunlardan birincisi; algılayıcı düğümlerin toprak altında gömülü olduğu katı ortamdır ve toprak altından yerüstüne kablosuz olarak veri iletimi yapılmaktadır. İkincisi ise; tünel, mağara vb. yeraltında bulunan boşluklu ortamdır ve yeraltından yerüstüne kısmen katı ortamdan etkilenerek kablosuz veri iletimi yapılmaktadır. İletişim kalitesi, iki ortamda da toprağın nemli olmasından büyük oranda etkilenmektedir. Kablosuz yeraltı algılayıcı düğümlerin, erişilmesi zor noktalara yerleştirilmesi enerji verimli çalışmalarını zorunlu hale getirmektedir. Bu makale çalışmasında, enerji kısıtlı yeraltı algılayıcı ağlarda kayıpsız veri iletimi için sezme tabanlı CSMA (Carrier Sense Multiple Access – Taşıyıcı Sezmeli Çoklu Erişim) ortam erişim tekniğinin başarım analizi gerçekleştirilmiştir. Düğümlerin enerji verimli olarak kayıpsız veri iletimi yapabilmeleri için, CSMA tekniğinin çarpışmadan kaçınma özelliği ön plana çıkarılmıştır. Matematiksel olarak analitik modeli elde edilen kablosuz yeraltı algılayıcı ağ yapısının benzetimi Riverbed yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Algılayıcı ağ yapısının performansını analiz etmek için, gecikme ve iş çıkarma oranı parametreleri ele alınmıştır. Başarım analizi sonuçları incelendiğinde; yeraltı algılayıcı ağlarda enerji tüketimi makul seviyede tutularak, ortalama gecikme ve maksimum iş çıkarma oranı elde edilebildiği gözler önüne serilmiştir.  

Performance Analysis of Sensing based Medium Access Technique for Lossless Data Transmission in Underground Sensor Networks

There are basically two different communication environments in wireless underground sensor networks. The first of these; where the sensor nodes are buried under the ground and wirelessly transmit data from the underground to the aboveground that is a solid medium. The second is; underground environment such as tunnel, cave etc. and it is transmitted from underground to the aboveground through partially solid medium. The quality of communication is greatly influenced by the humidity of the soil in both environments. The placement of wireless underground sensor nodes at hard-to-reach points makes energy efficiency mandatory. In this paper, performance analysis of the detection-based CSMA medium access technique for lossless data transmission in energy-restricted underground sensor networks was performed. The CSMA technique's ability to avoid collision is highlighted in order for the nodes to transmit energy-efficient lossless data. After obtaining mathematical model analytically, the simulation of the wireless underground sensor network structure was performed using the Riverbed software. To analyze the performance of the sensor network, the delay and throughput parameters are investigated. When the performance analysis results are examined; keeping the energy consumption at a reasonable level, the average delay and maximum throughput can be achieved in the underground sensor networks. .  

___

  • Alfonso, I., Goméz, C., Garcés, K. and Chavarriaga, J. 2018. "Lifetime optimization of Wireless Sensor Networks for gas monitoring in underground coal mining", 7th International Conference on Computers Communications and Control (ICCCC), Oradea, 224-230.
  • Chowdhury, S. M. and Hossain, A. 2018. "Impact of error control code on characteristic distance in wireless underground sensor networks", IET Communications, 12(13), 1540-1549.
  • Conceição, S., Pendão, C., Moreira, A. and Ricardo, M. 2016. "Evaluation of medium access and a positioning system in wireless underground sensor networks", Wireless Days (WD), Toulouse, 1-6.
  • Dohare, Y. S., Maity, T., Paul, P. S. and Prasad, H. 2016. "Smart low power wireless sensor network for underground mine environment monitoring", 3rd International Conference on Recent Advances in Information Technology (RAIT), Dhanbad, 112-116.
  • Dong, X. and Vuran, M. C. 2013. "Environment aware connectivity for wireless underground sensor networks," Proceedings IEEE INFOCOM, Turin, 674-682.
  • Dong, X. and Vuran, M. C. 2013. "Exploiting soil moisture information for adaptive error control in wireless underground sensor networks", IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), Atlanta, GA, 97-102.
  • Dung, L. T., Trang, H. T. H., Choi, S. and Hwang, S. O. 2016. "Impact of soil medium on the path connectivity of sensors in wireless underground sensor networks", International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), Hanoi, 60-64.
  • Elleithy, A. and Liu, G. 2013. "Analysis of the lifetime of wireless sensor networks for underground communications in dry sand", WAMICON, Orlando, FL, 1-6.
  • Jaya Lakshmi, M. and Gomathi, V. 2015. "An enhanced underground pipeline water leakage monitoring and detection system using Wireless sensor network", International Conference on Soft-Computing and Networks Security (ICSNS), Coimbatore, 1-6.
  • Ling-Ling, Z., Liang, L., Meng, L., Yu-Xin, D. and Min-Ming, T. 2017. "Underground wireless attendance realized by wireless sensor network and radio frequency identification", 7th IEEE International Conference on Electronics Information and Emergency Communication (ICEIEC), Macau, 599-602.
  • Liu, G., Wang, Z. and Jiang, T. 2016. "QoS-Aware Throughput Maximization in Wireless Powered Underground Sensor Networks", IEEE Transactions on Communications, 64(11), 4776-4789.
  • Olasupo, K. O., Kostanic, I., Otero, C. E. and Olasupo, T. O. 2017. "Link performance modeling of wireless sensor network deployment for mission-critical applications (underground deployment)", 16th Annual Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop (Med-Hoc-Net), Budva, 1-7.
  • Ranjan, A., Misra, P. and Sahu, H. B. 2017. "On the importance of link characterization for wireless sensor networks in underground mines", 9th International Conference on Communication Systems and Networks (COMSNETS), Bangalore, 576-577.
  • Ünsal, E., Akkan, T., Akkan, L. Ö. and Çebi, Y. 2016. "Power management for Wireless Sensor Networks in underground mining", 24th Signal Processing and Communication Application Conference (SIU), Zonguldak, 1053-1056.
  • Zemmour, H., Baudoin, G. and Diet, A. 2017. "Soil Effects on the Underground-to-Aboveground Communication Link in Ultrawideband Wireless Underground Sensor Networks", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 16, 218-221.
  • Zhu, J., Li, X. and Zheng, W. 2017. "Design of early warning system for underground pipeline safety based on wireless sensor network", Chinese Automation Congress (CAC), Jinan, 95-98.
  • Zungeru, A. M., Ezea, H. and Katende, J. 2016. "Pulsed power system for wireless underground sensor networks", Third International Conference on Electrical, Electronics, Computer Engineering and their Applications (EECEA), Beirut, 126-132.
Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 1307-9085
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2008
  • Yayıncı: Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Regresyon Analizinde Kullanılan Yanlı Tahmin Edicilerin Etkinliklerinin Karşılaştırılması

Nilgün YILDIZ

2-triflorometil-4-nitroanilinin Spektroskopik ve Kuantum Mekaniksel Yöntemlerle Karakterizasyonu

MUHAMMET HAKKI YILDIRIM

Bilgisayar Destekli DC Motor Hız Denetimi

Seda POSTALCIOĞLU, Çetin KÖKTÜRK

Ekosistemde Mikrokirletici Özellik Gösteren Atık İlaçların Sıfır Atık Kapsamında Toplanıp Bertarafı : Sürdürülebilir Model Bir Çalışma

Zeynep CEYLAN, Şahin KORKMAZ

Paslanmaya Maruz Kalmış Tam Ölçekli Betonarme Kolonların Monotonik Yükleme Etkisi Altında Yapısal Davranışlarının İncelenmesi: Korozyon Çalışmaları İçin Öneriler

Hakan YALCİNER, Atila KUMBASAROGLU, Mehmet Fırat MERMİT, Rameen KOHİSTANİ, Aqludin KARİMİ

Bir Nanoakışkanın Farklı pH Değerlerindeki Isı Transfer Katsayılarının Belirlenmesi ve Karar Ağacı Algoritması ile Modellenmesi

Mehmet DAS, Ahmet Beyzade DEMİRPOLAT

Yüksek Hızlı Oksi- Yakıt Püskürtme Tekniği ile Üretilmiş MCrAlY Esaslı Kaplamaların Sıcak Korozyon Davranışı

Yılmaz YALÇIN, Ramazan TUNCER, Muhammet KARABAŞ, Yusuf KAYALI

Değişmeli Halkalarda n-ideallerin Genelleştirmeleri

Ece YETKİN ÇELİKEL

Yorgunluk ve Uykusuzluğun Sürücü Davranışları Üzerine Etkisi

Fatih İrfan BAŞ, Mahir GÖKDAĞ

Biçimlendirmeyi Yapay Sinir Ağları Kullanarak 58,60,61,62,63,64Ni İzotopları için (p, J), (n, J) ve (D,J) Reaksiyon Tesir Kesiti Hesaplamaları ve Optimizasyonu

Veli ÇAPALI