Habilitando redes de sensores inalámbricos verdes: eficiente energético T-MAC utilizando optimización basada en cadena de Markov
Autores: Ram, Mahendra; Kumar, Sushil; Kumar, Vinod; Sikandar, Ajay; Kharel, Rupak
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Habilitando redes de sensores inalámbricos verdes: eficiente energético T-MAC utilizando optimización basada en cadena de Markov
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Red de sensores inalámbricos habilitados con sensores en crecimiento
Eficiencia energética
Capa MAC
Protocolo T-MAC
Modelo de análisis de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Debido al creciente mundo conectado habilitado para sensores que nos rodea, con el tamaño de los sensores disminuyendo continuamente de pequeño a diminuto, la eficiencia energética en las redes inalámbricas de sensores ha atraído una considerable atención tanto en la academia como en la I+D de las industrias. La literatura sobre eficiencia energética en redes inalámbricas de sensores (WSNs) se centra en las tres capas de comunicación inalámbrica, a saber, la física, el Control de Acceso al Medio (MAC) y las capas de red. Las técnicas de eficiencia energética centradas en la capa física tienen capacidades limitadas debido a los diseños de hardware y consideraciones de tamaño. Los enfoques de eficiencia energética centrados en la capa de red han estado restringidos, en vista de la dinámica de red y las infraestructuras de red disponibles. Sin embargo, la eficiencia energética en la capa MAC requiere un control de transmisión cooperativo de tráfico. En este contexto, este documento presenta un modelo analítico de cadena de Markov discreta unidimensional del protocolo Timeout Medium Access Control (T-MAC). Específicamente, se deriva un modelo analítico para T-MAC centrándose en un análisis de retraso de servicio, rendimiento, consumo de energía y eficiencia energética bajo condiciones de tráfico no saturado. El modelo de retraso de servicio calcula el retraso de servicio promedio utilizando los horarios adaptativos de activación y desactivación del sueño. Los modelos de componentes incluyen un modelo de análisis de rendimiento basado en teoría de colas, un modelo analítico basado en la probabilidad de ciclo para calcular las probabilidades de una transmisión exitosa, colisión y estado inactivo de un sensor, así como un modelo de consumo de energía para el ciclo de vida del sensor. Una evaluación de rendimiento justa del modelo analítico propuesto de T-MAC atestigua la eficiencia energética del modelo en comparación con las técnicas de vanguardia, en términos de un mejor ahorro de energía, un mayor rendimiento y un menor consumo de energía bajo diversas cargas de tráfico.
Descripción
Debido al creciente mundo conectado habilitado para sensores que nos rodea, con el tamaño de los sensores disminuyendo continuamente de pequeño a diminuto, la eficiencia energética en las redes inalámbricas de sensores ha atraído una considerable atención tanto en la academia como en la I+D de las industrias. La literatura sobre eficiencia energética en redes inalámbricas de sensores (WSNs) se centra en las tres capas de comunicación inalámbrica, a saber, la física, el Control de Acceso al Medio (MAC) y las capas de red. Las técnicas de eficiencia energética centradas en la capa física tienen capacidades limitadas debido a los diseños de hardware y consideraciones de tamaño. Los enfoques de eficiencia energética centrados en la capa de red han estado restringidos, en vista de la dinámica de red y las infraestructuras de red disponibles. Sin embargo, la eficiencia energética en la capa MAC requiere un control de transmisión cooperativo de tráfico. En este contexto, este documento presenta un modelo analítico de cadena de Markov discreta unidimensional del protocolo Timeout Medium Access Control (T-MAC). Específicamente, se deriva un modelo analítico para T-MAC centrándose en un análisis de retraso de servicio, rendimiento, consumo de energía y eficiencia energética bajo condiciones de tráfico no saturado. El modelo de retraso de servicio calcula el retraso de servicio promedio utilizando los horarios adaptativos de activación y desactivación del sueño. Los modelos de componentes incluyen un modelo de análisis de rendimiento basado en teoría de colas, un modelo analítico basado en la probabilidad de ciclo para calcular las probabilidades de una transmisión exitosa, colisión y estado inactivo de un sensor, así como un modelo de consumo de energía para el ciclo de vida del sensor. Una evaluación de rendimiento justa del modelo analítico propuesto de T-MAC atestigua la eficiencia energética del modelo en comparación con las técnicas de vanguardia, en términos de un mejor ahorro de energía, un mayor rendimiento y un menor consumo de energía bajo diversas cargas de tráfico.