Distributed Underwater Clustering S

Distributed Underwater Clustering Scheme (DUCS)
Energy efficiency is a major concern for UWSNs because sensor nodes have batteries of limited power, which are hard to replace or recharge in such environments. It is a fundamental problem to design a scalable and energy-efficient routing protocol for these networks. Domingo and Prior (2007) presented a distributed energy aware and random node mobility supported routing protocol called Distributed Underwater Clustering Scheme (DUCS) for long-term but non-time critical applications.
DUCS is an adaptive self-organizing protocol where the whole network is divided into clusters using a distributed algorithm. Sensor nodes are organized into local clusters where one node is selected as a cluster head for each. All the remaining nodes (non- cluster heads) transmit the data packets to the respective cluster heads. This transmission must be single hop. After receiving the data packets from all the cluster members, cluster head performs signal processing function like aggregation on the received data, and transmits them towards the sink using multi-hop routing through other cluster heads. Cluster heads are responsible for coordinating their cluster members (intra-cluster coordination) and communication among clusters (inter-cluster communication). The selection of cluster head is completed through a randomized rotation among different nodes within a cluster in order to avoid fast draining of the battery from the specific sensor node. DUCS completes its operation in two rounds. The first round is called setup, where network is divided into clusters, and in the second round, which is called network operation, transfer of data packets is completed. During the second round, several frames are transmitted to each cluster head where every frame is composed of a series of data messages that the ordinary sensor nodes send to the cluster head with a schedule. Simulation results have shown that DUCS not only achieves high packet delivery ratio, but also considerably reduces the network overhead and continues to increase throughput consequently.
Although DUCS is simple and energy efficient, but it has a couple of performance issues. First, node movements due to water currents can affect the structure of clusters, which consequently decreases the cluster life. Frequent division of sectors can be a burden on the network as the setup phase is repeated many times. Second, during the network operation phase, a cluster head can transmit its collected data towards another cluster head only. Again, water currents can move two cluster head nodes away, where they cannot communicate directly even a few non-cluster head nodes are available between them.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แผนระบบคลัสเตอร์แบบกระจายใต้น้ำ (ดูคซ์) พลังงานเป็นสิ่งหลักสำหรับ UWSNs เพราะโหนเซ็นเซอร์มีแบตเตอรี่พลังงานจำกัด ซึ่งเป็นการยากที่จะเปลี่ยน หรือชาร์จในสภาพแวดล้อมดังกล่าว ปัญหาพื้นฐานในการออกแบบ ประหยัดพลังงาน และสามารถต่อขยายสายงานการผลิตโพรโทคอเครือข่ายเหล่านี้ได้ ในซันโตโดมิงโกแบ่งและก่อน (2007) แสดงการกระจายพลังงานทราบ และเคลื่อนสุ่มโหนสนับสนุนโพรโทคอสายงานการผลิตที่เรียกว่ากระจายใต้น้ำคลัสเตอร์โครงร่าง (ดูคซ์) ในระยะยาวแต่ไม่มีเวลาดูแล ดูคซ์เป็นโพรโทคอลการจัดการตนเองแบบอะแดปทีฟซึ่งเครือข่ายทั้งหมดถูกแบ่งเป็นคลัสเตอร์ที่ใช้อัลกอริทึมแบบกระจาย โหนเซ็นเซอร์จะแบ่งคลัสเตอร์เฉพาะที่ถูกเลือกเป็นหัวหน้าคลัสเตอร์โหนหนึ่งสำหรับแต่ละ โหนทั้งหมดที่เหลือ (ไม่ใช่คลัสเตอร์หัว) ส่งแพ็กเก็ตข้อมูลไปหัวคลัสเตอร์ที่เกี่ยวข้อง ส่งข้อมูลนี้ต้องเป็นตู้เดียว หลังจากได้รับแพ็กเก็ตข้อมูลจากสมาชิกทั้งหมดที่คลัสเตอร์ หัวคลัสเตอร์ดำเนินการฟังก์ชันการประมวลผลสัญญาณเช่นรวมกับข้อมูลที่ได้รับ และส่งพวกเขาไปทางอ่างใช้ตู้หลายสายผ่านหัวอื่น ๆ คลัสเตอร์ คลัสเตอร์หัวรับผิดชอบการประสานงานของสมาชิกในคลัสเตอร์ (ประสานงานคลัสเตอร์ intra) และการสื่อสารท่ามกลาง (สื่อสารคลัสเตอร์ระหว่าง) การเลือกของคลัสเตอร์ใหญ่เสร็จผ่านหมุน randomized ระหว่างโหนอื่นในคลัสเตอร์เพื่อหลีกเลี่ยงการระบายน้ำอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่จากโหนเซ็นเซอร์เฉพาะ ดูคซ์เสร็จสิ้นการดำเนินการในรอบที่สอง รอบแรกคือการตั้งค่า ซึ่งเครือข่ายจะแบ่ง เป็นคลัสเตอร์ และสองรอบ ซึ่งเรียกว่าเครือข่ายการดำเนินงาน โอนย้ายของแพ็กเก็ตข้อมูลจะเสร็จสมบูรณ์ ระหว่างรอบสอง เฟรมหลายถูกส่งไปยังหัวแต่ละคลัสเตอร์ที่ประกอบด้วยเฟรมทุกชุดของข้อมูลที่ส่งโหนเซนเซอร์ธรรมดาที่ศีรษะคลัสเตอร์กับกำหนดการ ผลการทดลองได้แสดงว่า ดูคซ์ไม่เพียงได้รับอัตราการส่งแพคเก็ตสูง แต่ยังมากลดเครือข่ายค่าใช้จ่าย และยังเพิ่มอัตราความเร็วดังนั้น แม้ว่าดูคซ์คือ เรียบง่ายและประหยัดพลังงาน แต่มันมีปัญหาประสิทธิภาพการทำงาน ครั้งแรก ย้ายโหนเนื่องจากกระแสน้ำมีผลต่อโครงสร้างของคลัสเตอร์ การลดอายุการใช้งานของคลัสเตอร์ดังนั้น ฝ่ายประจำภาคสามารถภาระบนเครือข่ายเป็นขั้นตอนการตั้งค่าจะถูกทำซ้ำหลายครั้ง สอง ระหว่างขั้นตอนการดำเนินงานเครือข่าย หัวคลัสเตอร์สามารถส่งข้อมูลรวบรวมต่อหัวคลัสเตอร์อื่นเท่านั้น อีก กระแสน้ำสามารถย้ายสองโหนดคลัสเตอร์หัว ที่พวกเขาไม่สามารถสื่อสารโดยตรงแม้แต่น้อยไม่ใช่คลัสเตอร์โหนหัวมีการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กระจายใต้การจัดกลุ่มโครงการ (Ducs)
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นข้อกังวลสำคัญสำหรับ UWSNs เพราะโหนดเซ็นเซอร์มีแบตเตอรี่ของเพาเวอร์ จำกัด ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะเปลี่ยนหรือชาร์จในสภาพแวดล้อมดังกล่าว มันเป็นปัญหาพื้นฐานในการออกแบบโปรโตคอลที่ปรับขนาดได้และประหยัดพลังงานสำหรับเครือข่ายเหล่านี้ โดมิงโกและก่อน (2007) นำเสนอการกระจายพลังงานความตระหนักและความคล่องตัวโหนดสุ่มสนับสนุนเส้นทางโปรโตคอลที่เรียกว่า Distributed ใต้การจัดกลุ่มโครงการ (Ducs) ระยะยาว แต่ไม่ใช่เวลาใช้งานที่สำคัญ.
Ducs คือการปรับตัวโปรโตคอลการจัดระเบียบตัวเองที่เป็นเครือข่ายทั้งหมด แบ่งออกเป็นกลุ่มโดยใช้อัลกอริทึมแบบกระจาย โหนดเซ็นเซอร์ถูกจัดเป็นกลุ่มในท้องถิ่นที่หนึ่งโหนดจะถูกเลือกเป็นหัวหน้าคลัสเตอร์สำหรับแต่ละ ทุกโหนดที่เหลืออยู่ (ไม่ใช่หัวคลัสเตอร์) ส่งแพ็คเก็ตข้อมูลไปยังหัวคลัสเตอร์ที่เกี่ยวข้อง ส่งนี้จะต้องเป็นฮิปฮเดียว หลังจากที่ได้รับแพ็คเก็ตข้อมูลจากสมาชิกคลัสเตอร์หัวคลัสเตอร์ที่ทำหน้าที่ประมวลผลสัญญาณเช่นการรวมกับข้อมูลที่ได้รับและส่งพวกเขาไปสู่อ่างล้างจานโดยใช้หลายเส้นทางฮอปผ่านหัวคลัสเตอร์อื่น หัวคลัสเตอร์มีความรับผิดชอบในการประสานงานสมาชิกคลัสเตอร์ของพวกเขา (ประสานงานคลัสเตอร์ intra) และการติดต่อสื่อสารระหว่างกลุ่ม (การสื่อสารระหว่างคลัสเตอร์) ตัวเลือกของหัวคลัสเตอร์จะเสร็จสมบูรณ์ผ่านการหมุนแบบสุ่มในหมู่โหนดที่แตกต่างกันภายในกลุ่มเพื่อหลีกเลี่ยงการระบายน้ำอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่จากโหนดเซ็นเซอร์ที่เฉพาะเจาะจง Ducs เสร็จสิ้นการดำเนินงานของ บริษัท ในรอบสอง รอบแรกจะเรียกว่าการติดตั้งเครือข่ายที่ถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มและในรอบที่สองซึ่งเรียกว่าการดำเนินงานของเครือข่ายการโอนแพ็กเก็ตข้อมูลเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ในช่วงรอบที่สองหลายเฟรมจะถูกส่งไปยังแต่ละหัวคลัสเตอร์ที่ทุกกรอบประกอบด้วยชุดของข้อความข้อมูลที่โหนดเซ็นเซอร์สามัญส่งให้หัวหน้ากลุ่มที่มีตารางเวลา ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่า Ducs ไม่เพียง แต่ประสบความสำเร็จในอัตราการส่งแพ็คเก็ตสูง แต่ยังมากจะช่วยลดค่าใช้จ่ายเครือข่ายและยังคงเพิ่ม throughput ดังนั้น.
แม้ว่า Ducs เป็นเรื่องง่ายและพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีคู่ของปัญหาเรื่องประสิทธิภาพ ประการแรกการเคลื่อนไหวของโหนดเนื่องจากกระแสน้ำจะมีผลต่อโครงสร้างของกลุ่มซึ่งลดลงดังนั้นชีวิตของคลัสเตอร์ ส่วนที่ใช้บ่อยในภาคอาจจะเป็นภาระในเครือข่ายเป็นขั้นตอนการติดตั้งซ้ำแล้วซ้ำอีกหลายครั้ง ประการที่สองในระหว่างขั้นตอนการดำเนินงานเครือข่ายที่หัวคลัสเตอร์ที่สามารถส่งข้อมูลที่เก็บรวบรวมได้ต่อหัวคลัสเตอร์อื่นเท่านั้น อีกครั้งกระแสน้ำสามารถย้ายสองโหนดหัวคลัสเตอร์ไปที่พวกเขาไม่สามารถสื่อสารโดยตรงแม้ไม่กี่คลัสเตอร์ไม่ใช่โหนที่มีอยู่ระหว่างพวกเขา