Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
LQETA-RP: Giao thức định tuyến nhạy cảm với năng lượng và độ tin cậy dựa trên chất lượng liên kết cho mạng cảm biến đa phương tiện không dây
Springer Science and Business Media LLC - Trang 1-13 - 2023
Tóm tắt
Do tính chất hạn chế tài nguyên của Mạng cảm biến đa phương tiện không dây (WMSN), việc sử dụng hiệu quả năng lượng có sẵn của các nút cảm biến đóng vai trò quan trọng trong thiết kế các giao thức định tuyến. Các yêu cầu cơ bản về Chất lượng Dịch vụ (QoS) mà nhiều kịch bản ứng dụng của WMSN mong đợi là thông lượng, tỷ lệ mất gói, độ tin cậy, năng lượng của nút và tuổi thọ mạng. Để đáp ứng được các yêu cầu này, các giao thức định tuyến của WMSN phải tập trung vào tuyến đường tiêu tốn năng lượng tối thiểu để chuyển tiếp dữ liệu. Phân tích chất lượng liên kết cùng với các tham số năng lượng là một trong những kỹ thuật chính để chọn lựa tuyến đường nhạy cảm với năng lượng và đáng tin cậy trong WMSN. Việc gửi dữ liệu đa phương tiện thông qua các liên kết không dây thay đổi động có thể thêm độ tin cậy của mỗi nút trong việc chuyển tiếp dữ liệu như một yếu tố quan trọng trong việc chọn lựa tuyến đường. Tính năng chính của bài báo là dự đoán về tuyến đường đáng tin cậy tiết kiệm năng lượng cho việc chuyển tiếp dữ liệu bằng cách sử dụng phương pháp chọn lựa nút chuyển tiếp tối ưu. Với mục tiêu chọn lựa nút chuyển tiếp tối ưu dựa trên chất lượng liên kết, năng lượng và độ tin cậy, một Giao thức định tuyến Nhạy cảm với Năng lượng và Độ tin cậy dựa trên Chất lượng Liên kết (LQETA-RP) được đề xuất trong bài báo này. Trong LQETA-RP, các chỉ số hiệu suất liên kết dựa trên phần cứng và phần mềm như Chỉ số Chất lượng Liên kết, Chỉ số Cường độ Tín hiệu Nhận được, Số lượng Truyền mong đợi và Chức năng Chi phí Liên kết dựa trên Độ tin cậy (TLCF) được sử dụng để dự đoán tuyến đường đáng tin cậy và tiết kiệm năng lượng. TLCF cho mỗi nút trong đường chuyển tiếp dẫn đến việc tiêu thụ năng lượng tối thiểu trong việc khám phá tuyến đường và xác nhận tỷ lệ mất gói rất thấp lên đến 10%. Mô phỏng của LQETA-RP được thực hiện bằng cách sử dụng NS3 và kết quả được so sánh với các giao thức hiện có như EEPLQRR, LQER, LQEAR và TERP cho thấy rằng, tiêu thụ năng lượng của các nút được tiết kiệm từ 30–40%, thông lượng tăng lên từ 10–15% và tỷ lệ mất gói được giảm thiểu khoảng 30–40%.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Aswale S, Ghorpade VR (2017) LQEAR: link quality and energy-aware routing for wireless multimedia sensor networks. Wirel Pers Commun 97(1):1291–1304
Baccour N, Koubaa A, Youssef H, Alves M (2015) Reliable link quality estimation in low-power wireless networks and its impact on tree-routing. Ad Hoc Netw 27:1–25
Chahal RK, Kumar N, Batra S (2020) Trust management in social internet of things: a taxonomy, open issues, and challenges. Comput Commun 150:13–46
Chen J, Lin R, Li Y, Sun Y (2008) Lqer: A link quality estimation based routing for wireless sensor networks. Sensors 8(2):1025–1038
Chen S, Chen LL, Shu RY (2012) Energy consumption model for wireless sensor networks. In Advanced Materials Research. Trans Tech Publications Ltd. 588: 664–667.
Chiwariro, R (2020) Quality of service aware routing protocols in wireless multimedia sensor networks: survey. Int J Inf Technol 1–12
Dalal S, Khalaf OI (2021) Prediction of occupation stress by implementing convolutional neural network techniques. J Cases Inf Technol (JCIT) 23(3):27–42
Ehsan S, Hamdaoui B (2011) A survey on energy-efficient routing techniques with QoS assurances for wireless multimedia sensor networks. IEEE Commun Surv Tutorials 14(2):265–278
Elshrkawey M, Elsherif SM, Wahed ME (2018) An enhancement approach for reducing the energy consumption in wireless sensor networks. J King Saud Univ Comput Inf Sci 30(2):259–267
Fang W, Zhang W, Yang W, Li Z, Gao W, Yang Y (2020) Trust management-based and energy efficient hierarchical routing protocol in wireless sensor networks. Digit Commun Netw 7:470
Gomes RD, Queiroz DV, Lima Filho AC, Fonseca IE, Alencar MS (2021) Real-time link quality estimation for industrial wireless sensor networks using dedicated nodes. Ad Hoc Netw 59:116–133
Gong P, Chen TM, Xu Q (2015) ETARP: an energy efficient trust-aware routing protocol for wireless sensor networks. J Sens
Hamid Z, Hussain FB, Pyun JY (2016) Delay and link utilization aware routing protocol for wireless multimedia sensor networks. Multimed Tools Appl 75(14):8195–8216
Hu H, Han Y, Yao M, Xue S (2021) Trust based secure and energy efficient routing protocol for wireless sensor networks. IEEE Access 10:10585
Ilyas M, Ullah Z, Khan FA, Chaudary MH, Malik MSA, Zaheer Z, Durrani HUR (2020) Trust-based energy-efficient routing protocol for Internet of things–based sensor networks. Int J Distrib Sens Netw 16(10):1550147720964358
Ke CK, Wu MY, Chen CY (2021) An intelligent approach for optimizing energy-efficient packets routing in the smart grid internet of things. In Smart Grid and Internet of Things: 4th EAI International Conference, SGIoT 2020, TaiChung, Taiwan, December 5–6, 2020, Proceedings, Springer International Publishing. 260–269
Khalaf OI, Abdulsahib GM (2020) Energy efficient routing and reliable data transmission protocol in WSN. Int J Adv Soft Comput Appl 12(3):45–53
Kirubasri G (2021) Energy efficient routing using machine learning based link quality estimation for WMSNs. Turkish J Comput Math Edu (TURCOMAT) 12(11):3767–3775
Kirubasri G, Maheswari NU (2016) A study on hardware and software link quality metrics for wireless multimedia sensor networks. Int J Adv Netw Appl 8(3):3103
Kirubasri G, Maheswari U, Venkatesh R (2014) A survey on hierarchical cluster based routing protocols for wireless multimedia sensor networks. J Converg Inf Technol 9(6):19
Kirubasri MG, UmaMaheswari N, Venkatesh R (2017) A robust intra-cluster communication for wireless multimedia sensor networks using link quality analysis. Int J Pure Appl Math 117(8):149–154
Kirubasri G, Maheswari NU, Venkatesh R (2018) Novel energy efficient predictive link quality based reliable routing for wireless multimedia bio-sensor networks in bio-medical invention research and bionic utilities monitoring application. Int J Biomed Eng Technol 26(3–4):219–236
Kumanan T (2020) Link Quality and energy-aware metric-based routing strategy in WSNS. In Intelligent Computing in Engineering. Springer, Singapore. 533–539
Machado K, Rosário D, Cerqueira E, Loureiro AA, Neto A, De Souza JN (2013) A routing protocol based on energy and link quality for internet of things applications. Sensors 13(2):1942–1964
Nayagi DS, Sivasankari GG, Ravi V, Venugopal KR, Sennan S (2021) REERS: reliable and energy efficient route selection algorithm for heterogeneous Internet of things applications. Int J Commun Syst 34:e4900
Ogudo KA, MuwawaJeanNestor D, IbrahimKhalaf O, DaeiKasmaei H (2019) A device performance and data analytics concept for smartphones’ IoT services and machine-type communication in cellular networks. Symmetry 11(4):593–609
Qureshi KN, Din S, Jeon G, Piccialli F (2020) Link quality and energy utilization based preferable next hop selection routing for wireless body area networks. Comput Commun 149:382–392
Ravi G, Kashwan K (2015) RA new routing protocol for energy efficient mobile applications for ad hoc networks. Comput Electr Eng 48:77–85
Rodrigues P, John J (2020) Joint trust: an approach for trust-aware routing in WSN. Wirel Netw 22:1–16
Sankar S, Srinivasan P, Luhach AK, Somula R, Chilamkurti N (2020) Energy-aware grid-based data aggregation scheme in routing protocol for agricultural internet of things. Sustain Comput Inf Syst 28:100422
Sankar S, Somula R, Kumar RL, Srinivasan P, Jayanthi MA (2021) Trust-aware routing framework for internet of things. Int J Knowl Syst Sci (IJKSS) 12(1):48–59
Sennan S, Balasubramaniyam S, Luhach AK, Ramasubbareddy S, Chilamkurti N, Nam Y (2019) Energy and delay aware data aggregation in routing protocol for internet of things. Sensors 19(24):5486
Sennan S, Somula R, Luhach AK, Deverajan GG, Alnumay W, Jhanjhi NZ, Ghosh U, Sharma P (2020) Energy efficient optimal parent selection based routing protocol for Internet of Things using firefly optimization algorithm. Trans Emerg Telecommun Technol 32:e4171
Sennan S, Ramasubbareddy S, Nayyar A, Nam Y, Abouhawwash M (2021) LOA-RPL: novel energy-efficient routing protocol for the internet of things using lion optimization algorithm to maximize network lifetime. Comput Mater Continua 61(1):351–371
Shen H, Bai G (2016) Routing in wireless multimedia sensor networks: a survey and challenges ahead. J Netw Comput Appl 71:30–49
Shu J, Liu S, Liu L, Zhan L, Hu G (2017) Research on link quality estimation mechanism for wireless sensor networks based on support vector machine. Chin J Electron 26(2):377–384
Sun W, Wei L, Wang J, Mu D, Li Q, Yuan X (2015) A link quality estimation model of wireless sensor networks for smart distribution grid. IFAC-PapersOnLine 48(28):432–437
Sun B, Li D (2017) A comprehensive trust-aware routing protocol with multi-attributes for WSNs. IEEE Access 6:4725–4741
Tavera CA, OrtizKhalaf JH, Saavedra DF, Aldhyani TH (2021) Wearable wireless body area networks for medical applications. Comput Math Meth Med 2021:9 (Article ID 5574376)
Wang D, Liu J, Yao D, Member IEEE (2020) An energy-efficient distributed adaptive cooperative routing based on reinforcement learning in wireless multimedia sensor networks. Comput Netw 178:107313
Zhang X (2021) Research on an intelligent routing strategy for industrial internet of things. In Artificial Intelligence for Communications and Networks: Second EAI International Conference, AICON 2020, Virtual Event, December 19–20, 2020, Proceedings. Springer International Publishing, 115–125