Delay-Aware Energy Optimization for Flooding in Duty-Cycled Wireless Sensor Networks
Delay-Aware Energy Optimization for Flooding in Duty-Cycled Wireless Sensor Networks
复制标题
占空比无线传感器网络中泛洪的延迟感知能量优化
DOI：
10.1109/twc.2016.2615296
复制
发表时间：
2016-12
影响因子：
10.4
通讯作者：
Guizani Mohsen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu Shaobo;Jianwei Niu;Chou Wusheng;Guizani Mohsen
在无线传感器网络（WSNs）中，汇聚节点向整个网络广播消息的泛洪操作是一种重要而常见的操作。随着无线传感器网络同步占空唤醒调度的出现以及无线传感器网络通信的不可靠，对有效的广播协议设计提出了新的挑战，而现有的方法并不适合解决这一问题。本文提出了一种针对同步占空比无线传感器网络的延迟感知能量优化泛洪算法（DEF），该算法可以作为大多数泛洪树的增强方案。DEF全局调整构造的泛洪树，在遵循延迟约束的同时最大限度地提高能源效率。为此，我们首先在新的背景下对洪水问题进行数学建模。然后，我们引入路由度量，充分利用同步占空比无线传感器网络的特性进行能量优化，并设计了一种有效的延迟感知树调整方法。广泛的评价结果表明，DEF可以节省大量的能源，而洪水延迟保持不变甚至略有下降。此外，提出了一种改进的最小生成树（MMST）来表示近似的能量下界。与MMST相比，DEF实现了相当的能源效率和更好的延迟性能。
Flooding, by which the sink node broadcasts messages to the entire network, is an important and common operation in wireless sensor networks (WSNs). The emerging synchronous duty-cycled wakeup schedules together with the unreliable communication of WSNs post new challenges for efficient broadcast protocol design, and the existing methods are not appropriate to address this problem. This paper proposes a delay-aware energy-optimized flooding algorithm (DEF) tailored for synchronous duty-cycled WSNs, which can act as an enhanced scheme for most flooding trees. DEF globally adjusts a constructed flooding tree, to maximize the energy efficiency improvement while following the delay constraint. To this end, we first remodel the flooding problem in the new context mathematically. Then, we introduce a routing metric, which fully utilizes the features of synchronous duty-cycled WSNs for energy optimization, and design an effective delay-aware tree adjusting approach. Extensive evaluation results demonstrate that DEF could save considerable energy, while the flooding delay keeps unchanged or even decreases slightly. In addition, a modified minimum spanning tree (MMST) is proposed to indicate the approximate energy lower bound. Compared with MMST, DEF achieves comparable energy efficiency and better latency performance.
登录
查看更多内容
了解低占空比无线传感器网络中的洪泛
影响因子：
0.9
作者：
Li, Mo;Liu, Junliang;Gong, Wei;Tang, Shaojie
通讯作者：
Tang, Shaojie
DOI：
10.1109/infocom.2008.106
发表时间：
2008-04
期刊：
IEEE INFOCOM 2008 - The 27th Conference on Computer Communications
影响因子：
--
作者：
Leijun Huang;Sanjeev Setia
通讯作者：
Leijun Huang;Sanjeev Setia
基于无线传感器网络的无振荡紧急导航
影响因子：
7.9
作者：
Liu, Wenyuan;Jing, Nan;Wang, Jiliang;Liu, Yunhao
通讯作者：
Liu, Yunhao
DOI：
10.1109/infcom.2009.5062177
发表时间：
2009-04
期刊：
IEEE INFOCOM 2009
影响因子：
--
作者：
Jiakang Lu;K. Whitehouse
通讯作者：
Jiakang Lu;K. Whitehouse
DOI：
10.1007/978-3-642-13651-1_12
发表时间：
2010-06
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
S. Lai;B. Ravindran
通讯作者：
S. Lai;B. Ravindran