Many researches have been actively performed to increase energy efficiency in wireless sensor networks. In these researches communication has been the most important target for reducing energy consumption. In fact, in most cases, the frequencies of communication and sensing in a sensor node affect its energy consumption. Therefore, sensing period and transmission period need to be controlled to increase energy efficiency. This paper proposes on energy efficient and restricted query flooding mechanism using service discovery. Further, we implement node management system based on the mechanism and evaluate its performance.
Draz, Umar;Ali, Tariq;Zafar, Nazir Ahmad;Alwadie, Abdullah Saeed;Irfan, Muhammad;Yasin, Sana;Ali, Amjad;Khattak, Muazzam A. Khan
ETRI Journal
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v.43
no.3
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pp.414-426
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2021
In the task of data routing in Internet of Things enabled volatile underwater environments, providing better transmission and maximizing network communication performance are always challenging. Many network issues such as void holes and network isolation occur because of long routing distances between nodes. Void holes usually occur around the sink because nodes die early due to the high energy consumed to forward packets sent and received from other nodes. These void holes are a major challenge for I-UWSANs and cause high end-to-end delay, data packet loss, and energy consumption. They also affect the data delivery ratio. Hence, this paper presents an energy efficient watchman based flooding algorithm to address void holes. First, the proposed technique is formally verified by the Z-Eves toolbox to ensure its validity and correctness. Second, simulation is used to evaluate the energy consumption, packet loss, packet delivery ratio, and throughput of the network. The results are compared with well-known algorithms like energy-aware scalable reliable and void-hole mitigation routing and angle based flooding. The extensive results show that the proposed algorithm performs better than the benchmark techniques.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.38B
no.10
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pp.801-807
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2013
WSN consists of hundreds to thousands of sensor nodes. In order to solve the problem of energy consumption imbalance cluster head is reelected in every round, while node authentication scheme is utilized for secure communication. However, re-clustering increases the overhead of sensor nodes and during the node authentication phase the frequent AREQ/AREP message exchange also increases the overhead. Therefore, a secure and energy efficient protocol, by which overhead of sensor nodes is reduced and long time communication is achieved, is required for wireless sensor network. In this paper, an energy efficient and reliable IDE-LEACH protocol for WSN is proposed. The proposed protocol is prolongs networks lifetime about average 20% compared to the LEACH-based protocols and all attending nodes in communication form BS authentication consisted of trusted nodes.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.12
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pp.5712-5728
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2017
Recently, there are many studies, that considering green wireless cellular networks, have taken the energy consumption of the base station (BS) into consideration. In this work, we first introduce an energy consumption model of multi-mode sharing BS powered by multiple energy sources including renewable energy, local storage and power grid. Then communication load requests of the BS are transformed to energy demand queues, and battery energy level and worst-case delay constraints are considered into the virtual queue to ensure the network QoS when our objective is to minimize the long term electricity cost of BSs. Lyapunov optimization method is applied to work out the optimization objective without knowing the future information of the communication load, real-time electricity market price and renewable energy availability. Finally, linear programming is used, and the corresponding energy efficient scheduling policy is obtained. The performance analysis of our proposed online algorithm based on real-world traces demonstrates that it can greatly reduce one day's electricity cost of individual BS.
Kim, Mi-Kyoung;Park, Jun-Ho;Seong, Dong-Ook;Kwak, Dong-Won;Yoo, Jae-Soo
International Journal of Contents
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v.7
no.1
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pp.8-13
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2011
For energy-efficiency in Wireless Sensor Networks (WSNs), when a sensor node detects events, the sensing period for collecting the detailed information is likely to be short. The lifetime of WSNs decreases because communication modules are used excessively on a specific sensor node. To solve this problem, the TARP decentralized network packets to neighbor nodes. It considered the average data transmission rate as well as the data distribution. However, since the existing scheme did not consider the energy consumption of a node in WSNs, its network lifetime is reduced. In this paper, we propose an energy awareness congestion control scheme based on genetic algorithms in WSNs. The proposed scheme considers the remaining amount of energy and the transmission rate on a single node in fitness evaluation. Since the proposed scheme performs an efficient congestion control, it extends the network lifetime. In order to show the superiority of the proposed scheme, we compare it with the existing scheme through performance evaluation. It is shown that the proposed scheme enhances the data fairness and improves the network lifetime by about 27% on average over the existing scheme.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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v.16
no.6
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pp.832-841
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2016
The voltage-frequency island (VFI) design paradigm has strong potential for achieving high energy efficiency in communication centric manycore system-on-chip (SoC) design called network-on-chip (NoC). However, because of the diminished scaling of wire-dimension and supply voltage as well as threshold voltage in modern CMOS technology, the vulnerability to link failure in VFI NoC is becoming a crucial challenge. In this paper, we propose an energy-optimized topology generation technique for VFI NoC to cope with permanent link failures. Based on the energy consumption model, we exploit the on-chip communication traffic patterns and characteristics of link failures in the early design stage to accommodate diverse applications and architectures. Experimental results using a number of multimedia application benchmarks show the effectiveness of the proposed three-step custom topology generation method in terms of energy consumption and latency without any degradation in the fault coverage metric.
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2011.04a
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pp.158-159
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2011
Energy efficiency in wireless sensor networks (WSNs) is one significant factor that needs to be considered when making any designs or doing any enhancements on the communication protocol stack. In WSNs using traditional geographic routing, when a sensor node receives a data packet that needs to be transmitted to the sink, it will forward the packet to the neighbor node which is closest to the sink. The traditional geographic routing assumes that the link quality is always 100%. This may cause a bad result as per which we waste too many energy for retransmissions between the two nodes. Thus, the problem here is how to select such node as forwarder at most efficiently in the aspect of both energy consumption and the distance toward the destination. The better node we choose, the more energy we can conserve for the whole network. In this paper, we propose a next-hop forwarding selection metric, called Energy Consumption for Transmission (ECT), which can resolve the above problem in the best way.
In this paper, we propose an efficient routing protocol to achieve an optimal route searching process of the network lifetime by balancing power consumption per node. The proposed protocols aim at finding energy-efficient paths at low protocol power. In our protocol, each intermediate node keeps power level and branch number of child nodes and it transmits the data the nearest neighbor node. Our protocol may minimize the energy consumption at each node, thus prolong the lifetime of the system regardless of the location of the sink outside or inside the cluster. In the proposed protocol for inter-cluster communication, a cluster head chooses a relay node from its adjacent cluster heads according to the node's residual energy and its distance to the base station. Simulation results show that proposed protocol successfully balances the energy consumption over the network, and achieves a remarkable network lifetime improvement as highly as 7.5%.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.4
no.4
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pp.529-546
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2010
Greedy forwarding is the key mechanism of geographic routing and is one of the protocols used most commonly in wireless sensor networks. Greedy forwarding uses 1-hop local information to forward packets to the destination and does not have to maintain the routing table, and thus it takes small overhead and has excellent scalability. However, the signal intensity reduces exponentially with the distance in realistic wireless sensor network, and greedy forwarding consumes a lot of energy, since it forwards the packets to the neighbor node closest to the destination. Previous proposed greedy forwarding protocols are the sender-based greedy forwarding that a sender selects a neighbor node to forward packets as the forwarding node and hence they cannot guarantee energy efficient forwarding in unpredictable wireless environment. In this paper, we propose the receiver-based greedy forwarding called RGF where one of the neighbor nodes that received the packet forwards it by itself. In RGF, sender selects several energy efficient nodes as candidate forwarding nodes and decides forwarding priority of them in order to prevent unnecessary transmissions. The simulation results show that RGF improves delivery rate up to maximum 66.8% and energy efficiency, 60.9% compared with existing sender-based greedy forwarding.
Jiang, Dingde;Xu, Zhengzheng;Li, Wenpan;Yao, Chunping;Lv, Zhihan;Li, Tao
Journal of Communications and Networks
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v.18
no.5
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pp.713-724
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2016
Energy consumption has become a main problem of sustainable development in communication networks and how to communicate with high energy efficiency is a significant topic that researchers and network operators commonly concern. In this paper, an energy-efficient multicast algorithm in multi-hop wireless networks is proposed aiming at new generation wireless communications. Traditional multi-hop wireless network design only considers either network efficiency or minimum energy consumption of networks, but rarely the maximum energy efficiency of networks. Different from previous methods, the paper targets maximizing energy efficiency of networks. In order to get optimal energy efficiency to build network multicast, our proposed method tries to maximize network throughput and minimize networks' energy consumption by exploiting network coding and sleeping scheme. Simulation results show that the proposed algorithm has better energy efficiency and performance improvements compared with existing methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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