پروتکل مسیردهی بهینه از نظر انرژی و هزینه برای شبکه‌های بیسیم بدنی

قیمت: 46,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

پروتکل مسیردهی بهینه از نظر انرژی و هزینه برای شبکه‌های بیسیم بدنی

عنوان لاتین

Optimized cost effective and energy efficient routing protocol for wireless body area networks

افزایش طول عمر متوسط و هزینه‌های بالای درمان‌های بهداشتی باعث شده است که راه‌حل‌های مقرون به صرفه برای مدیریت بهداشتی به وجود بیایند. شبکه‌ی بیسیم بدنی (WBAN) یک تکنولوژیِ نویدبخش برای ارائه‌ی بهداشت با کیفیت به کاربران می‌باشد. دستگاه‌های کم‌توان متصل به بدن دارای طول عمر باتریِ محدودیت هستند. بسیار مطلوب است که پروتکل‌های مسیردهیِ بهینه از نظر انرژی وجود داشته باشند که قابلیت اتکای مطلوبی برای ارسال داده‌ها از یک گره به سینک داشته باشند. شبکه‌ی فعلی دو پروتکل ارائه می‌دهد: پروتکل مقرون به صرفه و بهینه از نظر انرژی (OCER) و OCER توسعه‌یافته (E-OCER). در OCER، بهینه‌سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک (GA) به تابع هزینه‌ی چند هدفی اعمال می‌شود و پارامترهای آن انرژیِ باقی‌مانده، قابلیت اتکای لینک و تلفات مسیر برای انتخاب بهینه‌ترین مسیر برای یک هماهنگ‌ساز بدنی به سینک می‌باشد. فاصله‌ی بین دو گره سنسور با اعمال رویکرد چند هاپی کاهش پیدا کرده است. E-OCER کاری که OCER انجام می‌دهد را با در نظر گرفتن ارتباط بین BAN توسعه می‌دهد. عملکرد OCER با سایر پروتکل‌های مسیردهیِ آگاه از انرژی با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف مقایسه شده است. مقایسه‌ای از عملکرد E-OCER با OCER انجام شده است تا اثر ارتباطات سنسورهای بدنی در مصرف انرژی و توان عملیاتیِ شبکه مطالعه شوند. این مقاله همچنین یک مدل انرژیِ جامعی برای محاسبه‌ی مصرف کل انرژیِ شبکه به دست می‌دهد. علاوه بر انرژیِ ارسال و ریافت رادیویی، سایر منابع مصرف انرژی در برابر انرژیِ پردازشی، سنسورها، انرژیِ گذرا و انرژی روشن/خاموش ارسال/دریافت نیز در نظر گرفته شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که عملکرد پروتکل‌های پیشنهاد شده از نظر بهره‌ی انرزی بهبود یافته است.

The increase in average lifespan and huge costs for health treatments have resulted in cost effective so- lutions for healthcare management. Wireless Body Area Network (WBAN) is a promising technology for delivering quality healthcare to its users. Low power devices attached to the body have limited battery life. It is desirable to have energy efficient routing protocols that maintain the required reliability value for sending the data from a given node to the sink. The current work proposes two protocols: Optimized Cost Effective and Energy Efficient Routing protocol (OCER) and Extended-OCER (E-OCER). In OCER, opti- mization using Genetic Algorithm (GA) is applied to the multi-objective cost function with residual en- ergy, link reliability and path loss as its parameters for selecting the most optimal route from a given body coordinator to the sink. Distance between any two sensor nodes is reduced by applying multi-hop approach. E-OCER extends the work of OCER by considering inter-BAN communication. Performance of OCER is compared with other existing energy aware routing protocols by considering different parame- ters. A comparison of the performance of E-OCER with OCER is made to study the effect of on-body sen- sors communication on the energy consumption and throughput of the network. This paper also provides a comprehensive energy model to calculate the total energy consumption of the network. In addition to the radio transmission and receiving energy, other basic energy consumption sources viz. processing en- ergy, sensor sensing, transient energy and transmission/reception on/offenergy have also been taken into account. The results show an improved performance of the proposed protocols in terms of energy effi- ciency.