Розробка лавинної маршрутизації сітчастої мережі Bluetooth між з'єднанням вузлів джерело-одержувач в бездротових сенсорних мережах

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248978

Ключові слова:

Bluetooth, лавинна маршрутизація сітчастої мережі, коефіцієнт доставки пакетів, бездротові сенсорні мережі, мережеве моделювання, розподільник положення вузлів (NPA), алгоритм Монте-Карло

Анотація

Bluetooth використовує частоту 2,4 ГГц в ISM-діапазоні (діапазон частот для промислових, наукових та медичних цілей), які він розділяє з іншими технологіями бездротових операційних систем, такими як ZigBee та WLAN. Структура ядра Bluetooth являє собою низькошвидкісну бездротову персональну мережу з низьким енергоспоживанням і підтримує з'єднання "точка-точка" або "точка-багатоточка". Метою дослідження є розробка лавинної маршрутизації сітчастої мережі Bluetooth та оцінка коефіцієнта доставки пакетів в бездротових сенсорних мережах для моделювання асинхронних передач, включаючи візуальне представлення сітчастої мережі, статистику по вузлах, та коефіцієнт доставки пакетів (PDR). У роботі надається платформа для створення мереж Bluetooth шляхом аналізу лавинної маршрутизації мережевих рівнів та налаштування архітектури багатовузлової мережі Bluetooth. Для оцінки ефективності лавинної маршрутизації мережі було представлено п'ять сценаріїв моделювання. Ці сценарії були виконані на площі 200×200 метрів, включаючи 81 випадково розподілений вузол з різними конфігураціями ретрансляційних/кінцевих вузлів та з'єднанням вузлів джерело-одержувач. Результати показують, що запропонований підхід дозволяє створити шлях між вузлом-джерелом і вузлом-одержувачем у сітчастій мережі випадково розподілених кінцевих і ретрансляційних вузлів з використанням середовища MATLAB. Результати включають розрахунок ймовірності встановлення з'єднання між двома вузлами на основі методу Монте-Карло, яка склала 88,7428 %, в той час як середня кількість стрибків між цими вузлами склала 8. Грунтуючись на проведеному опитуванні, це перше дослідження, в якому вивчається та демонструється лавинна маршрутизація сітчастої мережі Bluetooth та оцінюється коефіцієнт доставки пакетів в бездротових сенсорних мережах

Спонсор дослідження

  • The authors gratefully acknowledge the Department of Mechanical Engineering, University of Technology, Baghdad, Iraq for the support.

Біографії авторів

Shaymaa Kadhim Mohsin, University of Technology – Iraq

Assist Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Maysoon A. Mohammed, University of Technology – Iraq

Lecturer

Department of Mechanical Engineering

Helaa Mohammed Yassien, University of Technology – Iraq

Assist Lecturer

Department Mathematics of Applied Computer

College Science Applied

Посилання

  1. Bluetooth®. Available at: https://www.bluetooth.com/
  2. Ghaboosi, K., Xiao, Y., Latva-Aho, M., Khalaj, B. H. (2008). Overview of IEEE 802.15.2: Coexistence of Wireless Personal Area Networks with Other Unlicensed Frequency Bands Operating Wireless Devices. Emerging Wireless LANs, Wireless PANs, and Wireless MANs, 135–150. doi: https://doi.org/10.1002/9780470403686.ch6
  3. Bamahdi, O. A., Zummo, S. A. (2006). An Adaptive Frequency Hopping Technique With Application to Bluetooth-WLAN Coexistence. International Conference on Networking, International Conference on Systems and International Conference on Mobile Communications and Learning Technologies (ICNICONSMCL’06). doi: https://doi.org/10.1109/icniconsmcl.2006.44
  4. Wu, Y., Todd, T. D., Shirani, S. (2003). SCO link sharing in Bluetooth voice access networks. Journal of Parallel and Distributed Computing, 63 (1), 45–57. doi: https://doi.org/10.1016/s0743-7315(02)00035-7
  5. Culler, D. E. et. al. (2012). EMOuse: Emotional gaming mouse Supervisors. Conf. Proc. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society.
  6. Li, X., Li, M.-T., Gao, Z.-G., Sun, L.-N. (2008). Bluetooth ACL Packet Selection Via Maximizing the Expected Throughput Efficiency of ARQ Protocol. Lecture Notes in Computer Science, 559–568. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-540-69384-0_61
  7. Etxaniz, J., Aranguren, G. (2017). Low Power Multi-Hop Networking Analysis in Intelligent Environments. Sensors, 17 (5), 1153. doi: https://doi.org/10.3390/s17051153
  8. Gessner, D., Alvarez, I., Ballesteros, A., Barranco, M., Proenza, J. (2014). Towards an experimental assessment of the slave elementary cycle synchronization in the Flexible Time-Triggered Replicated Star for Ethernet. Proceedings of the 2014 IEEE Emerging Technology and Factory Automation (ETFA). doi: https://doi.org/10.1109/etfa.2014.7005321
  9. Bellavista, P., Stefanelli, C., Tortonesi, M. (2004). Middleware-level QoS differentiation in the wireless Internet: the ubiQoS solution for audio streaming over Bluetooth. First International Conference on Quality of Service in Heterogeneous Wired/Wireless Networks. doi: https://doi.org/10.1109/qshine.2004.31
  10. What Is Bluetooth? Available at: https://www.mathworks.com/help/comm/ug/what-is-bluetooth.html
  11. Das, B., Sarkar, T. S., Mukherjee, S., Sinha, B., Mazumdar, S. (2020). Development of full duplex Laser based data and voice communication system bridging two IoT networks. Proceedings of the 21st International Conference on Distributed Computing and Networking. doi: https://doi.org/10.1145/3369740.3372763
  12. Hwang, S.-H., Ahn, B. (2013). A TDMA protocol design to relay voice communications. 2013 IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing (PACRIM). doi: https://doi.org/10.1109/pacrim.2013.6625482
  13. Ensworth, J. F., Hoang, A. T., Phu, T. Q., Reynolds, M. S. (2017). Full-duplex Bluetooth Low Energy (BLE) compatible Backscatter communication system for mobile devices. 2017 IEEE Topical Conference on Wireless Sensors and Sensor Networks (WiSNet). doi: https://doi.org/10.1109/wisnet.2017.7878752
  14. Rosenthal, J., Reynolds, M. S. (2019). A 1.0-Mb/s 198-pJ/bit Bluetooth Low-Energy Compatible Single Sideband Backscatter Uplink for the NeuroDisc Brain–Computer Interface. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 67 (10), 4015–4022. doi: https://doi.org/10.1109/tmtt.2019.2938162
  15. Rosenthal, J., Reynolds, M. S. (2020). A Dual-Band Shared-Hardware 900 MHz 6.25 Mbps DQPSK and 2.4 GHz 1.0 Mbps Bluetooth Low Energy (BLE) Backscatter Uplink for Wireless Brain-Computer Interfaces. 2020 IEEE International Conference on RFID (RFID). doi: https://doi.org/10.1109/rfid49298.2020.9244882
  16. Ghori, M. R., Wan, T.-C., Sodhy, G. C., Rizwan, A. (2021). Optimization of the AODV-Based Packet Forwarding Mechanism for BLE Mesh Networks. Electronics, 10 (18), 2274. doi: https://doi.org/10.3390/electronics10182274
  17. Murillo, Y., Reynders, B., Chiumento, A., Malik, S., Crombez, P., Pollin, S. (2017). Bluetooth now or low energy: Should BLE mesh become a flooding or connection oriented network? 2017 IEEE 28th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC). doi: https://doi.org/10.1109/pimrc.2017.8292705
  18. Hansen, E. A. J., Nielsen, M. H., Serup, D. E., Williams, R. J., Madsen, T. K., Abildgren, R. (2018). On Relay Selection Approaches in Bluetooth Mesh Networks. 2018 10th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT). doi: https://doi.org/10.1109/icumt.2018.8631214
  19. Ng, P. C., She, J. (2019). A Novel Overlay Mesh with Bluetooth Low Energy Network. 2019 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC). doi: https://doi.org/10.1109/wcnc.2019.8886069

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-29

Як цитувати

Mohsin, S. K., Mohammed, M. A., & Yassien, H. M. (2021). Розробка лавинної маршрутизації сітчастої мережі Bluetooth між з’єднанням вузлів джерело-одержувач в бездротових сенсорних мережах. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(9 (114), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248978

Номер

Том 6 № 9 (114) (2021): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Shaymaa Kadhim Mohsin, Maysoon A. Mohammed, Helaa Mohammed Yassien

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.