Loading...
کاهش مصرف انرژی و تاخیر در شبکه WBAN با نرم افزار NS3
در این بخش پروژه شبیه سازی کاهش مصرف انرژی و تاخیر در شبکه WBAN با پروتکل MAC مبتنی بر اولویت در نرم افزار NS3 آماده کرده ایم که بر اساس یک مقاله پایه معتبر و ISI با عنوان Delay and energy consumption analysis of priority guaranteed MAC protocol for wireless body area networks انجام شده و بهبود هایی بر روی روش پیشنهادی این مقاله صورت گرفته است. در ادامه به توضیحاتی از چکیده و نتیجه گیری مقاله پرداخته و فیلم و تصاویر خروجی پروژه شبیه سازی شده به همراه لینک دانلود رایگان مقاله قرار داده شده است.
چکیده مقاله
شبکه های بی سیم ناحیه بدن (WBANs) از حسگرهای ریز تشکیل شده است که در بدن انسان قرار گرفته یا کاشته می شوند. این گره ها می توانند سلامت بیماران را به طور دائم کنترل کنند. شبکه های بی سیم بدنی (WBAN) برای نظارت از راه دور و مراقبت های بهداشتی، به برنامه های پزشکی احتیاج دارند. چالش اصلی در شبکه WBAN تاخیر و محدودیت های مصرف انرژی برای افزایش طول عمر شبکه است. از این رو باتوجه به چالش موجود، در این مقاله یک پروتکل MAC برای تضمین مصرف انرژی و کاهش تاخیر بر اساس اولویت ترافیک داده ارائه شده است.
طراحی این پروتکل شامل چهار بخش است: ابتدا ترافیک داده های بیمار در اولویت بندی و طبقه بندی قرار می گیرد که شامل داده های عادی، داده های دوره ای و داده های اضطراری می باشند. در بخش بعدی، ساختار superframe مطابق با استاندارد IEEE 802.15.4 بهبود یافته و اولویت بندی داده ها بهینه می شوند. سپس مصرف انرژی و تاخیر با استفاده از مکانیسم بیدار شدن رادیو و از طریق کنترل حالت های گره کاهش می یابد. در نهایت برای بررسی حالت های گره ، از نمودار حالت و مدل مخفی مارکوف نامتقارن جهت مدل سازی ظرفیت محدود بافرها استفاده می شود. این پروتکل MAC بهینه با نرم افزار NS3 شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی و ارزیابی ها نشان می دهد که مصرف انرژی و تاخیر در شبکه کاهش یافته و افزایش طول عمر شبکه نیز در مقایسه با روش های قبلی بهبود داشته است.
نتیجه گیری مقاله
با توجه به ویژگی ها و نیازمندی های خاص شبکه های WBAN ، تنوع کاربردها و مزایای استفاده از این شبکه ها، و با توجه به این که هیچ یک از پروتکل های موجود نتوانسته است نیازهای WBANs را برآورده کند، در این مقاله یک پروتکل MAC جدید با توجه به نیازمندی های مختلف این شبکه ها مثل مصرف بسیار کم توان، حداقل تاخیر در ارسال داده به ویژه برای داده های اضطراری و اولویت بخشیدن به داده های اضطراری و استفاده کارآمد از کانال، ارائه شده است. پروتکل MAC پیشنهادی به نام ECTP-MAC نامیده می شود و بر اساس داده های ترافیکی اولویت بندی شده است. در این پروتکل به کمک زمان بندی سیگنال های رادیویی بیدار شونده، داده ها بر اساس اولویت به صورت نرمال، دوره ایی و اضطراری ارسال می شوند. برای ارسال داده های عادی (نرمال) از روش مکانیزم CSMS/CA برای انتقال داده بر اساس اسلات زمانی TDMA استفاده می شود.
برای ارسال داده های اضطراری، هماهنگ کننده مرکزی با استفاده از یک beacon اضافی انتقال داده انجام می شود. داده های دوره ایی به صورت نرمال بدون هیچ گونه وقفه ایی ارسال می شوند. برای بررسی و آنالیز گره ها از نمودار حالت مدل مارکوف نامتقارن استفاده شده است. این مدل می تواند تمام حالت های را دقیق نشان دهد. این مدل احتمالات گره های بدن را برای حالت های مختلف در طول انتقال داده های متفاوت با احتمالات انتقال نشان می دهد. بر اساس این مدل، اگر ما حالت ها را قبل از آخرین حالت بررسی کنیم متوجه می شویم که احتمال حالت آخر دقیق است یا خیر. بر اساس نتایج به دست آمده از شبیه سازی با نرم افزار NS3 ، پروتکل ECTP-MAC بهبود مصرف انرژی و تاخیر و کارایی و طول عمر را در مقایسه با پروتکل های پیشین نشان می دهد.
تصاویری از خروجی
هیچ نظری ثبت نشده است