يکشنبه ۰۲ ارديبهشت ۱۳۹۷
کد خبر: ۹۹۷۵۸
تاریخ انتشار: ۲۷ دی ۱۳۹۵ - ۱۲:۴۶
چالش‌ها و درگير‌ي‌هاي عمده و نتايج پژوهش باز بر روي تهيه و تامين QoS در شبكه‌هاي BSNs در مرجع 6 ارائه شده‌اند
به گزارش بسیج مهندسین فارس،

پروتكل مسيريابي QoS خبره‌ي چند منظوره داده محور براي شبكه‌هاي حسگر بدن (قسمت دوم)

پروتكل مسيريابي QoS خبره‌ي چند منظوره داده محور براي شبكه‌هاي حسگر بدن

2. Related Works

Major challenges and open research issues on QoS provisioning in BSNs have been presented

in [6] and a cross-layer QoS framework (that spans over three layers) for biomedical sensor networks has been proposed in [7]. In EDDD [8], an energy-efficient differentiated directed diffusion mechanism has been developed that provides with service differentiation between real time and best effort traffic.

1.كارها و عمليات مربوطه

چالش‌ها و درگير‌ي‌هاي عمده و نتايج پژوهش باز بر روي تهيه و تامين QoS در شبكه‌هاي BSNs در مرجع 6 ارائه شده‌اند و چارچوبي از QoS با لايه متقاطع (كه بيش از سه لايه را اندازه مي‌گيرد) براي شبكه‌هاي حسگر پزشكي در مرجع 7 پيشنهاد شده است. در EDDD (مرجع 8)، يك مكانيزم انتشار (انتقال به سطوح ديگر) هدايت شده‌ي متمايز با انرژي كارآمد و موثر كه همراه با تمايز خدمات بين ترافيك بلادرنگ و ترافيك بهترين تلاش فراهم مي‌شود، توسعه داده شده است.


However, their designs are neither scalable nor adaptive to dynamic environment. In recent years, QoS routing in location-aware wireless sensor networks has received much research interests due to its inherent characteristics of (i) being scalable to large networks, (ii) making routing decisions based on local neighborhood information, and (iii) being very adaptive under dynamic changes and mobility as only a node’s neighborhood is affected.

In [9], a reinforcement learning-based routing model for BSNs is proposed that selects a QoS route via computing neighborhood node’s Q-values and position information, but does not consider energy at all.

هرچند طراحي آنها براي محيط پويا نه مقايس‌پذير و نه سازگار است. در سال‌هاي اخير، مسيريابي QoS در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم كه به موقعيت آگاه بودند، به دليل داشتنِ 3 مشخصه اصلي زير براي پژوهش بيشتر مورد توجه بوده است؛ نخست، براي شبكه‌هاي بزرگ مقياس‌‌پذير هستند، دوم، تصميم‌گيري براي مسيريابي بر اساسِ اطلاعات همسايه محلي و سوم اينكه در تغييرهاي پويا بسيار سازگار بوده و فقط به عنوان يك همسايه گره، تحرك داشته دارند. در مرجع 9، تقويت يك مدل مسيريابي برپايه‌ي آموزش براي شبكه‌هاي BSNs پيشنهاد شده است كه مسير QoS را از طريق محاسبه مقادير Q گره همسايه و اطلاعات موقعيت انتخاب مي‌كند ولي انرژي را به هيچ‌وجه مورد بررسي قرار نمي‌دهد.



Directional Geographic Routing (DGR) [10] constructs an application-specific number of multiple disjointed paths for routing real time video communications data in wireless sensor networks. MCMP [11] uses link delay and reliability as routing decision parameters, where data packets are duplicated at source nodes by solving optimization problem. But, this approach considers neither residual energy nor progress speed. Hence, packets may get routed to a node which is highly congested and/or energy critical. MMSPEED [12] also sends duplicate packets (probabilistically) toward multiple paths and multiple reliability- and delay-bound packets are considered for QoS provisioning. However, routing in MMSPEED fully avoids energy consideration, reducing its applicability for BSNs.


مسيريابي جغرافيايي هدايت شده (DGR) (مرجع10) يك كاربرد خاص از تعدادي از مسيرهاي نامربوط چندگانه براي مسيريابي داده‌ي ارتباطات ويدئويي بلادرنگ (real time) در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم مي‌سازد. MCMP(مرجع 11) از تاخير و اعتبار لينك به عنوان پارامترهاي تصميم‌گيري مسيريابي در جايي كه بسته‌هاي داده در گره‌هاي منبع به وسيله حل مشكل بهينه‌سازي تكثير مي‌شوند، استفاده مي‌كند؛ ولي اين رويكرد نه به انرژي باقيمانده را توجه مي‌كند و نه به سرعت فرايند. از اين رو، بسته‌ها ممكن است به گرهي كه به شدت متراكم و فشرده‌ است و يا داراي بحران انرژي است، مسيريابي شوند. همچنين MMSPEED  (مرجع 12) (احتمالا) بسته‌هاي دو نسخه‌اي و تكثيرشده را براي مسيرهاي چندگانه مي‌فرستد و بسته‌هاي معتبر چندگانه و بسته‌هاي متصل تاخيري را براي تامين Qos مورد بررسي قرار مي‌دهد. با اين همه، مسيريابي در MMSPEED  به صورت كامل از رعايت انرژي جلوگيري كرده و كاربرد آن را براي شبكه‌هاي BSNs كاهش مي‌دهد.


A hybrid geographic routing (HGR) protocol has been designed in [13] to achieve

an efficient tradeoff between energy efficiency and delay performance. A reliable and energy-efficient routing protocol (REER) has been developed in [14] exploiting geographic information and cooperative communications.

پروتكل مسيريابي جغرافيايي تركيبي (HGR) در مرجع 13 براي دستيابي به تجزيه و تحليل موثر بين بهره‌وري انرژي و كارايي تاخير طراحي شده است. يك پروتكل مسيريابي معتبر (قابل اطمينان) و با انرژي موثر (REER) در مرجع 14 ايجاد شده و توسعه يافته است و اطلاعات جغرافيايي و ارتباطات موثر بهره‌برداري مي‌شوند.




The proposals in DARA [15] and LOCALMOR[16] have some similarities with our DMQoS protocol. In DARA [15], a weighted aggregate routing metric consisting of geographic progress, delay and energy is considered for supporting critical and non-critical data packets through defining long- and short-range forwarding zones, respectively.  However, the use of same routing function for both the packet types deteriorates the QoS performance. In LOCALMOR [16], the routing functions have been separated for multiple packet types; however, it uses fixed number of sinks (primary and secondary sinks) and all packets are blindly duplicated toward both the sinks, making it unscalable. Also, it increases the overhead of sending too many duplicate packets.

طرح‌ها در DARA (مرجع 15) و LOCALMOR (مرجع 16) شباهت‌هايي با پروتكل DMQoS  ما دارند. در DARA (مرجع 15) يك مسيريابي انبوه و سنگين شامل فرايند جغرافيايي، تاخير و انرژي براي پشتيباني از بسته‌هاي داده بحراني و غير بحراني به ترتيب از طريق مناطق جابجايي و انتقال بلند دامنه و كوتاه دامنه بررسي مي‌شود. هرچند كاربرد عملكرد مسيريابي همسان براي هر دو نوع بسته، كارايي QoS را بدتر مي‌كند. در LOCALMOR (مرجع 16)، عملكردهاي مسيريابي براي انواع بسته چندگانه جدا شده‌اند؛ هرچند آن تعداد مشخصي از سينك‌ها (سينك‌هاي اوليه و ثانويه) را بكار مي‌برد و همه بسته‌ها بدون هيچ قيد و شرطي براي هر دو نوع سينك تكثير شده و آن را غير قابل مقياس مي‌سازد. همچنين سربارِ فرستادن تعداد زيادي از بسته‌هاي دو نسخه‌اي افزايش مي‌يابد.


The distinguished features of our DMQoS protocol design from those of the above mentioned

works are as follows. Its routing functions are distinct for different packet types based on their QoS requirements. Its architecture is modular and the routing modules cooperate to render enhanced QoS services to different traffic classes. It uses Lexicographic Optimization (LO) for trading-off energy and service.


مشخصه‌هاي متمايز پروتكل DMQoS ما از آنهايي كه در بالا گفته شد طراحي شده و همانند آنچه در ادامه مي‌آيد عمل مي‌كنند. عملكردهاي مسيريابي آن، براي انواع بسته متفاوت بر اساس نيازمندي‌هاي QoSشان مشخص و متمايز هستند. ساختار آن مدولار است و مدول‌هاي مسيريابي با هم همكاري مي‌كنند تا خدمات QoS افزوده شده براي كلاس‌هاي ترافيك گوناگون ارائه شود. اين پروتكل از بهينه سازي Lexicographic (LO) براي تجزيه و تحليل كردن انرژي و خدمات استفاده مي‌كند.










* نظر: