Quality of Service Aware Contention and Deployment Analysis in Wireless Sensor Networks

Quality of Service Aware Contention and Deployment Analysis in Wireless Sensor Networks

Advisor: 

Cem Ersoy

Assigned to: 

M. Yunus Donmez

Type: 

Year: 

2011

Status: 

Summary:

Emerging multimedia applications for wireless sensor networks (WSN) require the co-existence of different types of traffic with different quality of service (QoS) provisions in terms of latency and throughput. Prioritization based service differentiation mechanisms are applied in all layers of communication to satisfy the QoS requirements of each traffic class. The prioritization in contention is one of the differentiation methods applied in the medium access layer. In this thesis, we propose an analytical model for the contention latencies and energy expenditures of different classes in a prioritized contention structure consisting of contention partitions allocated to priority classes. In the analysis, we explore the optimum sizes of these partitions in terms of contention latency and the total energy expenditure in the neighborhood for each priority class. This analytical model is also useful for the evaluation of various recent contention prioritization schemes in WSNs. We adapt this generic analysis to SMAC protocol whichintroduces the low-duty-cycle operation for energy efficiency. We explore the effects of the duty cycle, the contention window size and the data size on the performance of networks with single and multiple types of traffic. Apart from the communication based QoS, the sensing quality of the network brings about another perspective to the QoS in WSNs regarding the quality of the deployment. We provide a theoretical analysis which derives a quality measure for the deployment in terms of network parametersaccounting the loss of sensors or loss of communication due to jamming.

Özet:

Kablosuz algılayıcı ağlar (KAA) için geliştirilen yeni çoklu ortam uygulamaları gecikme ve net veri iletim hızı cinsinden farklı hizmet kalitesi koşulları olan farklı trafik tiplerinin bir arada bulunmasını gerektirir. Önceliklendirmeye dayalı hizmet ayrım mekanizmaları, her trafik sınıfının hizmet kalitesi ihtiyaçlarını karşılayabilmek için bütün iletişim katmanlarında uygulanmaktadır. Çekişme önceliklendirmesi, ortam erişim katmanında uygulanan ayrım metodlarından biridir. Bu tezde, öncelik sınıflarının kullanımına tahsis edilen çekişme bölmelerinden oluşan öncelikli çekişme yapısında, farklı sınıfların çekişme gecikmelerini ve güç tüketimlerini bulabilmek için analitik bir model öneriyoruz. Analizde, her bir öncelik sınıfı için çekişme gecikmesi ve komşuluktaki toplam güç tüketimi bakımından en uygun bölme boyutlarını araştırıyoruz. Bu analitik model aynı zamanda KAAlar için geliştirilmiş çeşitli güncel çekişme önceliklendirme şemalarının değerlendirilmesi için kullanılabilir. Bu genel analiz, enerjiverimliliği için düşük görev döngülü işleyişi tanıtan SMAC protokolüne uyarlanmıştır. Görev döngüsü, çekişme penceresi boyutu ve veri boyutunun tek ve çok trafik tipi taşıyan ağların başarımına etkisi araştırılmıştır. Iletişime dayalı hizmet kalitesinden ayrı olarak, ağın algılama kalitesi KAAlarda yerleştirme kalitesini göz önüne alan başka bir hizmet kalitesi bakış açısını beraberinde getirir. Yerleştirme için algılayıcı düğümlerinin veya sinyal bozucular yüzünden iletişmin kaybını hesaba katan ağ parametreleri cinsinden bir kalite ölçüsü sağlayan teorik bir analiz sağlanmışır.

Contact us

Department of Computer Engineering, Boğaziçi University,
34342 Bebek, Istanbul, Turkey

  • Phone: +90 212 359 45 23/24
  • Fax: +90 212 2872461
 

Connect with us

We're on Social Networks. Follow us & get in touch.