افزایش طول عمر شبکه و توازن بار بر اساس میانگین رابط شبکه برای متریال rpl

چکیده:

الگوی تکنولوژیکی اینترنت اشیا مورد توجه بازار ، صنعت و جامعه علمی قرار گرفته است. امکان ادغام دستگاه های حسگر بی سیم (WSN) به اینترنت باعث شده است تا مهندسی اینترنت (IETF) استانداردها و پروتکل های جدیدی را مشخص کند ، مانند پروتکل مسیریابی برای شبکه های کم مصرف و از دست رفته (RPL) ، که برای یافتن طراحی شده است. مسیرهای مسیریابی پایدار از طریق پیوندهایی که ضررهای قابل توجهی دارند. در میان معیارهای مسیریابی ، تعداد انتقال مورد انتظار (ETX) قابل توجه است زیرا اجرای آن در RPL به انتخاب مسیرهای قابل اعتماد کمک می کند. با این حال ، فرسودگی سریع انرژی باتری در گره های تنگنا همچنان یک مشکل است. در این زمینه ، این مطالعه به معرفی متریک با قدرت متوسط ​​رابط شبکه (NIAP) ، یک متریک جدید مبتنی بر برآورد میانگین مصرف برق رابط شبکه می پردازد ، که نه تنها به انتخاب مسیرهای قابل اعتماد بلکه به بارگذاری تعادل و افزایش طول عمر کمک می کند. شبکه حسگر بی سیم نتایج چندین آزمایش انجام شده در یک محیط شبیه سازی شده نشان می دهد که NIAP به دلیل اجرای ساده آن بدون تغییر در استاندارد RPL جایگزین امیدوارکننده ای برای ETX است.

مقدمه

با پیشرفت اینترنت اشیاء (IoT) ، شبکه های بی سیم ناحیه شخصی (WPAN) و شبکه های حسگر بی سیم (WSN) توجه بیشتری را به خود جلب کرده اند زیرا ادغام این شبکه ها با اینترنت چالش های جدیدی از جمله امنیت ، قابلیت اطمینان را ایجاد می کند. و بهره وری انرژی دستگاه هایی که بخشی از این شبکه ها هستند ، معمولاً از نظر اندازه محدود هستند ، قدرت محاسباتی کمی دارند ، دارای باتری هستند و از طریق رسانه بی سیم ارتباط برقرار می کنند ، که ممکن است از بین رفتن قابل اطمینان بسته باشد.مهندسی اینترنت (IETF) از این شبکه ها به عنوان شبکه های کم مصرف و ضرر (LLN) یاد می کند. بنابراین ، IoT منجر به تقاضای استانداردهای جدید و پروتکل های جدید از IETF می شود ، و باعث می شود که پروتکل اینترنت (IP) برای پیاده سازی IPv6 از طریق WPAN کم مصرف (6LoWPAN) عمل کند.

ضرورت پروتکل مسیریابی خاص برای LLN ها منجر به RFC 6550  شد ، که پروتکل مسیریابی را برای( LLNs RPL) یک پروتکل مسیریابی مشخص می کند که نمودارها را برای حداقل یک گره ریشه جهت دستیابی به یک ارسال پایدار و بدون حلقه راهنمایی می کند. توپولوژی با RPL ، هر گره از توپولوژی انتخاب گره والدین را انجام می دهد که با توجه به معیارهای مسیریابی و محدودیت ها ، بهترین مسیر گره ریشه را فراهم می کند. پس از پیکربندی ، RPL گره ریشه را قادر می سازد پلی بین LLN ها و اینترنت ایجاد کند. یک پروتکل مسیریابی مناسب برای IoT. RPL اندازه گیری های مختلف را برای برنامه های مختلف تنظیم می کند ، همانطور که در RFC 6551 شرح داده شده است. به عنوان مثال ، در صورت نیاز به تأخیر تحویل حداقل ، می توان متریک تأخیر را اعمال کرد. از طرف دیگر ، اگر هدف دستیابی به مسیرهای قابل اعتماد باشد ، می توانید متریک شمارش انتقال مورد انتظارETX 4 استفاده شود. با این حال ، توابع هدف (OFs) برای پیکربندی معیارها لازم است.

Ofخلاصه اطلاعاتی که برای انتخاب گره های والدین استفاده می شود بدون نیاز به پرداختن به جزئیات ارتباط و نگهداری مسیریابی است. بنابراین ، OF  گره کودک را بر اساس معیارهای مسیریابی و محدودیت ها انتخاب می كند. دو OFS توسط IETF تعریف شده است: تابع هدف صفر (OF0) و حداقل رتبه با عملکرد هدف پسماند .

MRHOF می تواند از معیارهای افزودنی ، به عنوان مثال ، HC  و ETXC RFC 6719 پشتیبانی کند . با این حال ، IETF OF را مشخص نکرده است که هدف از آن تعادل بار و بهره وری انرژی است. بنابراین ، پیشنهاد معیارهای جدید و OFs موضوعات باز است که توسط جامعه علمی قابل بررسی است. راندمان انرژی پیش شرطی است که یک توپولوژی RPL دارای گره های باتری باشد و یکی از روش های دستیابی به آن استفاده از توازن بار است. از طرف دیگر ، هیچکدام از OFS های مشخص شده توسط IETF هدف انتخاب پایین ترین والد اضافه بار یا یکی از بالاترین دسترسی انرژی را در نظر نمی گیرند. اگر از OF0 در این سناریو استفاده شود ، گره اصلی با کمترین مقدار رتبه انتخاب می شود  ، یا اگر از MRHOF با ETX استفاده شود ، ترافیک به مطمئن ترین مسیر هدایت می شود. این کار یک متریک مسیریابی جدید را ارائه می دهد. متریک قدرت متوسط ​​رابط شبکه (NIAP), بر اساس میانگین برآورد شده قدرت استفاده شده در رابط شبکه میباشد. بنابراین ، متریک NIAP هزینه انرژی برای حمل و نقل بسته از گره های کودک و همچنین ارسال مجدد بسته ای است که انرژی ناشی از واکنش ها را رد می کند و این امر انتخاب متعادل مسیر و توزیع متعاقباً در مصرف انرژی را امکان پذیر می کند. برای اعتبارسنجی این راه حل ، NIAP در یک محیط شبیه سازی شده که در آن آزمایش های مختلفی در توپولوژی های تصادفی با گره های سخت افزاری همگن و همان شارژ باتری های اولیه انجام شد ، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که NIAP از ETX از لحاظ طول عمر شبکه بهتر عمل کرده است و پیشرفت 24٪ حاصل شد.  بنابراین ، NIAP یک جایگزین امیدوارکننده برای ETX در LLN است زیرا اجرای آن ساده است و نیازی به ایجاد عوارض در استاندارد RPL ندارد. در مرحله بعد ، یک بررسی اجمالی مختصر RPL در بخش II ارائه می شود ، در حالی که کار مرتبط با آن در بخش III مورد بحث است. بخش چهارم NIAP پیشنهادی را برای RPL ارائه می دهد ، و بخش V جزئیات روش مورد استفاده در ارزیابی عملکرد را ارائه می دهد. در بخش ششم ، نتایج بحث شده است ، در حالی که بخش VII نتیجه گیری و راهنمایی هایی برای تحقیقات آینده ارائه می دهد.

نمای کلی prl

Prl برای برآوردن الزامات مسیریابی برای LLN های شهری و صنعتی ، اتوماسیون منازل و ساختمان توسعه داده شد. با استفاده از این الزامات ، گروه کاری Routing Over Low و Lossy Networks ROLL-W تلاش کردند تا RFC 6550 را تهیه کنند ، که RPL را به عنوان استاندارد پیشنهادی برای مسیریابی بین LLN ها و اینترنت توصیف می کند. RPL به منظور ایجاد یک نمودار مستقیم چرخه ای (DAG) و ایجاد بهترین مسیر در بین گره هایی با حداقل یک گره ریشه طراحی شده است. گرافی با تنها یک گره ریشه به عنوان DAG مقصد محور (DODAG) گفته می شود. برای ساخت و نگهداری DODAG ، RPL از سه نوع پیام استفاده می کند: درخواست اطلاعات (DODAG DIS) ، شی اطلاعاتی (DODAG DIO) ، و هدف تبلیغ مقصد (DAO). برای شکل گیری نمودار DODAG ، گره root اولین گره ای است که پیام های DIO را در پاسخ به پیام های DIS ارسال شده توسط گره های مجاور ارسال می کند. هنگامی که این گره های مجاور به توپولوژی بپیوندند ، می توانند به عنوان یک گره والد نیز کار کنند ، همچنین پیام های DIO را ارسال می کنند ، و نمودار DODAG را گسترش می دهند. بنابراین ، هر گره ای که می خواهد به توپولوژی بپیوندد ، باید پیام های DIS ارسال کند ، و متعاقباً ، گره هایی که قبلاً در DODAG هستند می توانند با پیام های DIO پاسخ دهند. هنگامی که گره پیوند دهنده اطلاعات کافی از همسایگان خود داشته باشد ، گره والد مورد نظر خود را مطابق معیارها و محدودیتهای مسیریابی انتخاب می کند. پس از انتخاب گره والدین ترجیحی ، گره جدید مقدار رتبه خود را محاسبه می کند و عملکرد پیوستگی را از طریق یک پیام DAO به گره اصلی خود تأیید می کند. در این مرحله ، گره جدید به DODAG می پیوندد و شروع به پخش پیام های DIO می کند که حاوی مقدار رتبه آن و جزئیات مسیریابی به همسایگان است. پس از همگرایی یک توپولوژی RPL ، یعنی همه گره هایی که عضو DODAG هستند ، مسیر گره ریشه را دارند ، این گره ها بطور دوره ای پیام های DIO را برای حفظ توپولوژی مسیریابی پایدار پخش می کنند. در این شرایط ، الگوریتم ترفند ، برای افزایش بهره وری انرژی RPL ، کار خود را آغاز می کند. هنگامی که هیچ تغییری در توپولوژی مشاهده نشود ، با افزایش متوالی فاصله پخش پیام DIO کار می کند. با این حال ، هرگونه تغییر در مسیر مسیریابی به دلیل تعمیرات یا عدم تناقض ، گره های درگیر را مجبور می کند تا تایمرهای ترفند خود را دوباره شروع کنند. RFC 6550 عملکرد اساسی RPL را تعریف می کند ، در حالی که RFC 6551 محدودیت ها و معیارهای مسیریابی را تعیین می کند. قوانین ادغام RPL و معیارهای مسیریابی با OFS سروکار دارد. یک مسئول OF است: دستیابی به اطلاعات متریک دریافتی ، تعیین بهترین مسیر مسیریابی به گره ریشه (انتخاب گره والدین ترجیحی) و همچنین محاسبه مقدار رتبه علاوه بر این ، پیام های DIO و DAO برای اطلاع از معیارهای مسیریابی به یک کانتینر متریک DAG DAGMC اعتماد می کنند. OF0 از DAGMC استفاده نمی کند ، در حالی که MRHOF به این ظرف نیاز دارد تا اطلاعات مربوط به معیارهای مسیریابی را پخش کند. با این حال ، RFC 6719 ترکیب مقدار درجه را با متریک ETX توصیه می کند ، که استفاده از DAGMC را کاهش می دهد ، اندازه پیام های DIO را کاهش می دهد و به راندمان انرژی کمک می کند.

کار مرتبط

کارهای بسیاری وجود دارند که پیشرفت هایی را برای RPL ارائه می دهند. سه بررسی اخیر سعی در جمع آوری و طبقه بندی این آثار داشته است. براساس طبقه بندی این نظرسنجی ها ، این بخش جدیدترین و مرتبط ترین اثر منتشر شده در ژورنال های پیشرو در این زمینه را ارائه می دهد.

این روش، مسیریابی بهتری را در شبکه های حسگر متراکم انجام می دهد. Sigma-ETX در آزمایش هایی با اندازه شبکه های مختلف از Per-Hop ETX و OF0 بهتر عمل کرده است. در توپولوژی های شبیه سازی شده از 20 ، 40 ، 50 و 100 گره ، با توجه به MRHOF پانزدهمین هاپ تنها 57.69 درصد از نسبت تحویل بسته سیگما-ETX رسیده است. در توپولوژی متراکم 100 گره ، MRHOF به 77.08٪ از طول عمر شبکه به دست آمده با Sigma-ETX رسید. این یک معیار اخیر است که اساسی ترین نیاز RPL ، یک متریک را دارد ، که توسط والدین مجرد در توپولوژی های LLN استاتیک به کار می رود. در مقایسه ، MRHOF در یک توپولوژی متراکم 100 گره ، اما با نسبت پذیرش بسته های مختلف ، به 42/80 درصد از طول شبکه به دست آمده با NIAP رسید. Sigma-ETX بدون از دست دادن رسانه شبیه سازی شد. بنابراین NIAP نسبت پذیرش بسته 60-80٪ مورد آزمایش قرار گرفت تا تلفات LLN را به حساب آورد. علاوه بر این ، Sigma-ETX برای محاسبه متریک آن قبل از انتشار ، نیاز به DAO ها در گره ریشه دارد. NIAP ، به نوبه خود ، تنها متریک را در پیام های DIO به سمت پایین منتقل می کند که منجر به سربار کم می شود. تقی زاده و همکارانش در سال 2018 مشکل از دست رفتن بسته ها و کاهش قدرت در LLN ها را تحت بار سنگین و بسیار پویا برطرف کردند. در این مقاله متریک مسیریاب آگاهی از (CAOF) و متریک مسیریابی آگاهی از متن (CARF) ارائه شده است. CAOF با توجه به متن گره ، رتبه را محاسبه می کند. و CARF ، معیاری که انرژی باقیمانده (RE) ، بهینه سازی صف (QU) و آگاهی از متن را در نظر می گیرد، را محاسبه میکند. در آزمایشات تطبیقی ​​با استاندارد RPL (MRHOF / ETX) ، RPL آگاهانه و متعادل کننده بار (CLRPL) در توپولوژی های حداکثر 100 گره انجام شد. در شبکه های بزرگتر ، RPL میزان تلفات تا 32٪ در حالی که CLRPL زیر 15٪ داشت. علاوه بر این ، CLRPL طول عمر شبکه به طور قابل توجهی طولانی تر از RPL بود. نمودارهای آنها نشان می دهد بسته به تعداد جریان ترافیک می توان تقریباً 10٪ تا 20٪ عمر طولانی تر از RPL را بدست آورد. در مقایسه ، NIAP حداکثر 24٪ طول عمر شبکه را نسبت به ETX به دست آورد. با این وجود ، NIAP و CLRPL اهداف متفاوتی دارند. NIAP یک معیار واحد است که برای بهتر از ETX در محیط هایی با ترافیک معمولی LLN طراحی شده است. CLRPL ، به نوبه خود ، یک رویکرد اخیر برای درمان ترافیک خاص در LLN ها با یک راه حل متریک کامپوزیت است.

بنداری و همکارانش (CoAR) آگاه از ازدحام را برای کنترل تراکم و تعادل بار در LLN ها ارائه دهید. این پروتکل ETX ، استفاده از صف (QU) و انرژی باقیمانده را معیارهای مسیریابی می داند. برای رتبه بندی گره های والدین نامزد ، از روش تصمیم گیری چند معیار استفاده می شود ، بنابراین گره پدر و مادر با استفاده از طرح تشخیص تراکم تطبیقی ​​انتخاب می شود. عملکرد Coar با RPL استاندارد در یک شبیه سازی توپولوژیهای تصادفی از 16 تا 41 گره مقایسه شد. در توپولوژی 16 گره ، CoAR تقریباً نیمی از آنچه RPL مصرف کرده است ، مصرف انرژی دارد. برای اندازه های مختلف شبکه ، CoAR در نسبت دریافت در بسته 48.7٪ بهتر از RPL را انجام می دهد. CoAR پروتکل با یک راه حل متریک مسیریابی افزودنی  واژگان اخیر است که از انتقال از طریق احتراق و ایجاد توازن بار با انتقال از طریق والدین مجرد در LLN ها جلوگیری می کند [9]. در مقایسه ، CoAR از NIAP برتری دارد اما از ETX به عنوان بخشی از متریک آن استفاده می کند. از آنجا که NIAP یک معیار واحد است که از ETX بهتر است ، در کارهای بعدی ، CoAR را می توان به جای ETX با NIAP آزمایش کرد. Lamaazi و Benamar  در سال 2016 یک راه حل OF برای LLN ها ارائه می دهند. نویسندگان یک تابع هدف را بر اساس معیارهای ترکیبی با استفاده از منطق فازی (OF-EC) ارائه دادند. از نظر نسبت تحویل بسته ، OF-EC بیش از 10٪ از OF-ETX بهتر است. در طول کار خالص ، OF-EC حداکثر 35 درصد طول عمر شبکه را نسبت به ETX به دست آورد. در مقایسه ، OF-EC از NIAP برتر است اما از ETX به عنوان یک متریک ترکیبی استفاده می کند. بنابراین ، به جای ETX ، NIAP می تواند به عنوان یک متریک OF-EC در کارهای بعدی مورد استفاده قرار گیرد. به طور خلاصه ، OF-EC یک راه حل جدید  است که یک رویکرد منطق فازی را پیاده سازی می کند. طاهر و همکارانش در سال 2018 برای بهبود توان کارایی و سازگاری با پویایی شبکه ، ( RPL BRPL) را تحت فشار قرار داده است. این راه حل اجازه می دهد تا یکپارچه سازی یک RPL OF با مسیریابی پشت فشار ، که در آن دو الگوریتم جدید از بارهای مختلف ترافیک داده ها و تحرک گره پشتیبانی می کنند. در یک بستر واقعی آزمایش شده با 100 گره ،( BRPL RPL ETX OF) را با 4/5 برابر کمتر از دست دادن بسته انجام داد. در یک توپولوژی شبیه سازی شده 130 گره ، BRPL از مسیریابی فشار پشتی و RPL بهتر عمل کرد. تحت شرایط مختلف ترافیکی ، BRPL تا 20 برابر کمتر از RPL از دست داد. با مقایسه ، NIAP یک راه حل ساده است، یک متریک واحد که توسط یک والدین مجرد منتقل می شود ، بنابراین به اصلاحات استاندارد RPL نیازی ندارد. BRPL ، به نوبه خود ، برای دستیابی به عملکرد برتر نیاز به اصلاحات RPL دارد. بنابراین ، BRPL یک راه حل اخیر است که مسیریابی چند والد را برای جلوگیری از احتقان و انجام تعادل بار با پشتیبانی از تحرک گره بر روی LLN ها انجام می دهد . در حال جستجو برای یک راه حل متریک جدید برای تحقق بار در LLN ها ، کار جی و همکارانش تابع هدف آگاهی از ترافیک (TAOF) را با متریک نرخ انتقال بسته (PTR) ارائه می دهد. نویسندگان همچنین پیشنهادی را به IETF ارائه دادند ، که آن را به یک انتخاب جالب برای مقایسه پایه تبدیل می کند. در آزمایشات روی یک توپولوژی 12 گره محدود ، TAOF از لحاظ مصرف انرژی و نسبت تحویل بسته  MRHOF / ETX و OF0 بهتر عمل کرد. PTR معیاری است که برای ثبت زمان بسته ها و محاسبه نرخ انتقال ، به یک بافر حافظه احتیاج دارد. با این وجود NIAP یک راه حل ساده تر است که فقط حافظه مورد نیاز برای محاسبه توان متوسط ​​را به خود اختصاص می دهد. در آزمایشات قبلی در این کار ، PTR نتایج بهتری را نسبت به ETX ارائه داده و در این مقاله به عنوان یک مقایسه مقدماتی انتخاب شده است.

متریک پیشنهادی

 این کار NIAP را که ، یک متریک مسیریابی جدید بر اساس میزان متوسط ​​مصرف برق رابط شبکه، را پیشنهاد میکند. در این بخش جزئیات چگونگی برآورد این نرم افزار و نحوه استفاده NIAP از این هزینه ارائه شده است.

ارزیابی انرژی مصرفی

 نظارت بر میزان انرژی در دستگاههای دارای باتری برای طراحی WSN ضروری است زیرا این اطلاعات توسط پروتکل ها و برنامه های کاربردی برای بهبود بهره وری انرژی و عمر باتری قابل استفاده است. مکانیسم های نظارت سخت افزاری می توانند این اطلاعات را بدست آورند. با این حال ، اجرای آنها می تواند پرهزینه و پیچیده باشد. علاوه بر این ، سیستم عامل های جدید برای WSN مدارهای اندازه گیری انرژی را با توجه به اینکه این دستگاه ها با هزینه کم طراحی شده اند و از نظر محاسباتی محدود هستند ، پیاده سازی نمی کنند. دانکلز و همکارانش یک راه حل نرم افزاری برای برآورد مصرف انرژی ارائه دادند ، که می تواند با محاسبه ریزپردازنده و زمان فعال رابط کار خالص انجام شود. سپس ، می توان کل مصرف انرژی (E) را محاسبه کرد.

فرمول

ولتاژ باتری دراینجا V است. Ix، x ∈ {m، l، tx، rx، ci the جریان فعلی مورد نیاز از منبع تغذیه برای اجرای میکروپردازنده ، نگهداری حالت کم ریزپردازنده ، انتقال بسته و حفظ مدار پشتیبانی به ترتیب ،{ tx ، x spent m ، l ، tx ، rx، ci} مدت زمان صرف شده برای هر یک از حالات ذکر شده است.

فرمول

یک متریک مسیریابی مبتنی بر برآورد میانگین مصرف انرژی رابط شبکه ، محاسبه شده با NIAP = Eiface T ، (2) است که Eiface مصرف کل انرژی رابط شبکه ، Eiface = V (Itx ttx Irx trx)، 3. و T است یک بازه زمانی خاص برای نظارت است بنابراین ، NIAP میانگین توان عملیاتی رابط شبکه است. ج. الگوریتم به روزرسانی متریک به روز رسانی دوره ای NIAP باعث می شود که اگر این کار در فواصل زمانی کوتاه انجام شود ، مصرف انرژی پردازش انرژی را غیر ضروری کند. از طرف دیگر ، اگر متریک فقط هنگام آماده سازی برای ارسال پیام DIO به روز شده باشید ، مقدار T در (2) باید گرد شود ، که بر روی دقت متریک تأثیر می گذارد. به همین دلیل ، الگوریتم 1 برای کنترل زمان بروزرسانی متریک با استفاده از تایمر ترفند [7] طراحی شده است ، که قبلاً برای کنترل فاصله ارسال پیام DIO استفاده می شود. با این راه حل ، NIAP فقط کمی قبل از آماده سازی پیام DIO به روز می شود ، که باعث کاهش تعداد به روز رسانی و بهبود دقت متریک می شود. D. عملکرد هدف NIAP-OF یک تابع هدف ساده شبیه به MRHOF است.

مقدار با توجه به آستانه مشخص شده (آستانه سوئیچ والدین  PST) به عنوان گره والدین ترجیحی انتخاب می شود. مقدار آستانه باید با PST تنظیم شود.

فرمول

جایی که مقدار رتبه پایه (Rankbase) مقدار رتبه گره والد ارجح است ، مقدار رتبه گره ریشه یک ثابت دلخواه است که برای انجام پائین ترین رتبه کل توپولوژی انتخاب شده است. مقدار افزایشی (Rankinc) برای جلوگیری از حلقه ها به هر سطح DODAG اضافه می شود. سرانجام ، گره باید اطلاعات Ranknew خود را به گره های همسایه پخش کند. مقدار رتبه را می توان در ترکیب با NIAP برای صرفه جویی در انرژی ، همانطور که در (4) نشان داده شده است ، برای جلوگیری از استفاده از ظروف (DAGMC) منتشر کرد. اگر ظروف باید متریک را حمل کنند ، برای پشتیبانی از مقدار انباشته NIAP باید یک شی متریک جدید ایجاد شود.

همکاری

برآورد مصرف برق مورد استفاده برای انتقال بسته از طریق رابط شبکه می تواند مسیرهایی با اضافه بار روت و احتمال برخورد بالاتر را به ترتیب به دلیل حمل و نقل بسته و انتقال مجدد بسته نشان دهد. این قدرت تخمین زده شده در حال حاضر به عنوان بخشی از معیارهای کامپوزیت ، به عنوان مثال ، [24] مورد آزمایش و پیاده سازی قرار گرفته است ، که در آن برآورد مصرف برق به عنوان بخشی از متد ELT استفاده شده است. با این حال ، قدرت تخمین زده شده به عنوان یک متریک مسیریابی خام ، وضعیتی است که هنوز در کار مرتبط با آن کاوش نشده است ، و در این مقاله به عنوان یک متریک مسیریابی جدید ارائه شده است. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، ETX یک معیار با کیفیت لینک است که مقادیر آنها نشان می دهد که انتقال بسته بین گره ها چقدر قابل اطمینان است. از طرف دیگر ، NIAP یک متریک گره است که نشان می دهد گره چقدر برای دریافت و انتقال بسته قدرت را کاهش می دهد. بنابراین مقادیر NIAP نشان می دهد که گره F بسته های ارسال شده را اندازه گیری می کند و در میلی لیتر اندازه گیری می شود که در LLN ها به شناسایی گره های گلوگاه با بار بیش از حد کمک می کند. ارسال مجدد بسته در هنگام تصادف در هنگام انتقال مورد نیاز است. با ETX ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است ، انتقال مجدد موفقیت پیوند را قابل اعتماد نگه می دارد ، اما شکست باید مقدار ETX را افزایش دهد.

بنابراین ، مقدار NIAP به جلوگیری از مسیرهایی که احتمال بیشتری از برخورد وجود دارد ، کمک می کند. پروتکل های LLN برای بهره وری انرژی طراحی شده اند و به دنبال جلوگیری از انتقال غیر ضروری بسته ها هستند ، اما این یک مشکل برای ETX است که برای همگرایی و یافتن مسیرهای قابل اعتماد به ترافیک یا بسته های کاوشگر نیاز دارد. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، هر دو ETX و NIAP مسیر D-B-A را به عنوان بدترین حالت برای گره ورودی N شناسایی می کنند. با این وجود NIAP که تمام بسته های منتقل شده را در میلی لیتر شمارش می کند ، به یافتن بهترین مسیر (E-C-A) قبل از ETX کمک خواهد کرد. به طور خلاصه ، NIAP معیاری است که به RPL کمک می کند مسیرهای قابل اعتماد را سریعتر از ETX پیدا کند ، همچنین به متعادل کردن بار و در نتیجه افزایش طول عمر کمک می کند.

روش شناسی

 در این بخش روش استفاده شده در آزمایش های انجام شده در این مطالعه را تشریح می کند. جزئیات بیشتر در مورد محیط شبیه سازی ، تنظیمات RPL ، سناریوی شبیه سازی و معیارهای عملکردی کاربردی در این بخش ارائه شده است.

محیط زیست شبیه سازی

 که بخشی از سیستم عاملContiki 25 است ، برای به دست آوردن نتایج تجربی استفاده شد. در میان سیستم عامل های سخت افزاری شبیه سازی شده ، از TMoteSky ، که یک بستر مشابه TelosB است  ، استفاده شد. جدول 1 تنظیمات محیط شبیه سازی را خلاصه می کند.

پارامترهای ارزیابی انرژی

 برای برآورد مصرف انرژی گره (1) ، از ماژول ENERGEST موجود در سیستم Contiki استفاده شد. دو باتری معمول 1.5 ولت AA در نظر گرفته شد. پارامترهای ذکر شده در جدول 2 مبتنی بر میکروکنترلرMSP430  و تراشه رادیویی CC2420 بود.

پیکربندی rpl

برای پیکربندی RPL ، پیش فرض Contiki نسخه 2.7 در نظر گرفته شد. با این حال ، چند تغییر ایجاد شده است:

 • بافر پردازش بسته حداکثر 16 بسته برای گره ریشه و هشت بسته برای گره های دیگر محدود شده است. یعنی از حداکثر حافظه موجود در سیستم عامل استفاده می شود.

• یک فراخوان watchdog_periodic در پردازش جدول گره های همسایه برای جلوگیری از راه اندازی مجدد سیستم به دلیل زمان پردازش صرف شده در این روش گنجانده شده است. OFs و معیارها به شرح زیر پیکربندی شده اند:

 • MRHOF / ETX: پیکربندی ContikiRPL که مطابق با RFC 6719 ، حفظ شده است.

 • TAOF / PTR: پیکربندی از آزمایش های قبلی بدست آمده است:  1) یک پنجره 3 دقیقه ای برای اندازه گیری نرخ ترافیک بسته تنظیم شده است.

جدید ترین ها

جدید ترین محصولات ما

محصولات بیشتر
ترجمه مقاله A Case Study of IPv6 Network Performance Packet Delay Loss and Reordering ( ترجمه مقاله مطالعه موردی عملکرد شبکه IPv6  تأخیر بسته، خسارت، و در حال مرتب کردن )

ترجمه مقاله A Case Study of IPv6 Network Performance Packet Delay Loss and Reordering...

10000 تومان

ترجمه مقاله  Survey and Taxonomy of Clustering Algorithms in G         *      (ترجمه مقاله  بررسی و طبقه بندی الگوریتم های خوشه بندی در 1G )

ترجمه مقاله Survey and Taxonomy of Clustering Algorithms in G * (ترجمه مقاله بررسی...

10000 تومان

ترجمه مقاله A Scalable FPGA Accelerator for Convolutional Neural Networks     *      ( ترجمه مقاله شتاب دهنده مقیاس پذیر FPGA برای شبکه های عصبی تحریک کننده )

ترجمه مقاله A Scalable FPGA Accelerator for Convolutional Neural Networks * ( ترجمه مقاله...

10000 تومان

ترجمه مقاله  Green human resource management and environmental cooperation An ability motivation opportunity and contingency perspective              *          ( ترجمه مقاله مدیریت منابع انسانی سبز و همکاری های زیست محیطی :دیدگاه توانمندی، انگیزش، فرصت و دیدگاه اقتضایی )

ترجمه مقاله Green human resource management and environmental cooperation An ability motivation opportunity and...

10000 تومان

ترجمه مقاله NE      Navigators through the storm A review of organization theories and the behavior of incumbent firms during transitions       ( ترجمه مقاله بررسی نظریه های سازمانی و رفتار شرکت های متصدی در طول دوران )

ترجمه مقاله NE Navigators through the storm A review of organization theories and the...

30000 تومان

ترجمه مقاله NE       The integration of project management and organizational change management is now a necessity      (ترجمه مقاله  یکپارچه سازی مدیریت پروژه و مدیریت تغییر نظریه ی سازمانی در حال حاضر یک ضرورت است )

ترجمه مقاله NE The integration of project management and organizational change management is now...

30000 تومان

ترجمه مقاله NE         Social Network Analysis of Sustainable Human Resource Management from the Employee Training’s Perspective        ( ترجمه مقاله آنالیز شبکه اجتماعی مدیریت وبرنامه ریزی منابع انسانی پایدار از دیدگاه آموزش   )

ترجمه مقاله NE Social Network Analysis of Sustainable Human Resource Management from the Employee...

30000 تومان

ترجمه مقاله  NE        Strategic agility and human resource management      ( ترجمه مقاله مهارت استراتژیک و مدیریت و برنامه ریزی منابع انسانی )

ترجمه مقاله NE Strategic agility and human resource management ( ترجمه مقاله مهارت استراتژیک...

30000 تومان

error: شما فقط اجازه مطالعه دارید
قیمت می خواهید؟ ما ارزانترین قیمت را ارائه می کنیم. کافیست فایل خود را یا از طریق منوی خدمات و سرویس ها => سفارش ترجمه ارسال کنید یا برای ما به آدرس research.moghimi@gmail.com ایمیل کنید یا در تلگرام و واتس آپ با شماره تلفن 09191732587 ارتباط بگیرید و ارزانترین قیمت ترجمه را از ما بخواهید
+