University Sétif 1 FERHAT ABBAS Faculty of Sciences
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Auteur Ouarzeddine, Hamza |
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Ajouter le résultat dans votre panier Affiner la rechercheEffcient Multi-channel Scheduling Optimizing Collisions and Overhearing in WSNs / Ouarzeddine, Hamza
Titre : Effcient Multi-channel Scheduling Optimizing Collisions and Overhearing in WSNs Type de document : texte imprimé Auteurs : Ouarzeddine, Hamza, Auteur ; Aliouat ,Zibouda, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2018 Importance : 1 vol (55 f .) Format : 29 cm Langues : Anglais (eng) Langues originales : Anglais (eng) Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : protocole MAC
IEEE 802.15.4e
TSCH
Clustering
Scheduling
RBS(Relevancebased
Scheduling)
InterférenceIndex. décimale : 003 Systèmes Résumé : Résumé
L'Internet des objets (IoT) est un paradigme novateur qui gagne rapidement du
terrain dans le scénario des télécommunications sans l modernes. L'idée de base
de ce concept est la présence omniprésente autour de nous d'une variété de choses
ou d'objets - tels que les étiquettes d'identi cation par radiofréquence (RFID), les
capteurs, les actionneurs, L'IOT Est considéré comme un environnement hétérogène;
toutes les applications d'IoT coexistent entre elles et génèrent diérents types de traf-
c. Lors de l'utilisation de diérentes technologies sans l avec les mêmes fréquences,
le problème d'interférence surgit parce que la plupart d'entre eux ne sont pas organisé
entre eux pour leur envoyer des informations et éviter toute interferences. Ce probl
ème d'interférence entraîne une détérioration de la performance du système. Les
protocoles MAC doivent être soigneusement conçus pour résoudre un tel problème.
Dans ce projet de n d'étude, nous visons à améliorer la abilité des communications
du protocole MAC TimeSlotted Channel Hopping (TSCH) de l'IEEE 802.15.4e, en
appliquant des techniques et des algorithms de Clustering et Scheduling distribué
et nous proposons une nouvelle idea pour amélioer la technique RBS (Plani cation
basée sur la pertinence) . Les techniques visent à Créer un Scheduling multicanaux
e cace optimisant les collisions et l'overhearing dans les WSNs. La solution propos
ée a été simulée en utilisant NS-3 (Network simulator 3). Les résultats obtenus
montrent des améliorations signi catives en termes de débit, d'énergie et de abilité.Note de contenu : Sommaire
Contents
Acknowledgements i
Introduction ii
Contents iv
List of Figures vii
Introduction 1
1 Medium Access Control in Wireless Sensor Networks - State Of
The Art 3
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Sources of energy waste at MAC layer . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Energy saving mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4 The IEEE 802.15.4e Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5 Time Slotted Channel Hopping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5.1.1 Time Slots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5.1.2 Slotframes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.1.3 Node TSCH Schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.1.4 Absolute Slot Number and Channel Hopping . . . . 10
5.1.5 Shared Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.1.6 Dedicated vs. Shared Cells . . . . . . . . . . . . . . 11
5.2 TSCH CSMA-CA Retransmission Algorithm . . . . . . . . . . 11
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2 Scheduling - Features and Challenges 14
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2 Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Introduction
2.1 Scheduling Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Types of scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3 Open Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3 Techniques of scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1 Aggregation-based Scheduling (ABS) . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.1 The concept of ABS scheme . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.2 Designing ABS in IoT networks . . . . . . . . . . . . 18
3.1.3 An example of the ABS operation . . . . . . . . . . . 19
3.2 Relevance-based Scheduling (RBS) . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.1 The concept of RBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.2 Network components and topologies . . . . . . . . . 20
3.2.3 Designing RBS scheme in IoT networks . . . . . . . 21
3.2.4 Timeslot allocation and data generation in ABS scheme 22
3.2.5 An example of the RBS operation . . . . . . . . . . . 23
4 Related works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1 Clustering algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.2 Proposed clustering algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3 Clustering and Scheduling 27
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 Clusterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1 Assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 Network formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Cluster head selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.1 Vote phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.2 Decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4 Topology building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3 Scheduling Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.1 Construction of TSCH schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2 Adapting Relevance-Based Scheduling . . . . . . . . . . . . . 38
4 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.1 Network Simulator 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2 Simulation Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3 Evaluation Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5 Results and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.1 Experiments Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Introduction
5.2 Performance Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Conclusion 50
BibliographyCôte titre : MAI/0245 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1oAZlH-zcHHWr12XBmKkFD112baxrKWkB/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Effcient Multi-channel Scheduling Optimizing Collisions and Overhearing in WSNs [texte imprimé] / Ouarzeddine, Hamza, Auteur ; Aliouat ,Zibouda, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2018 . - 1 vol (55 f .) ; 29 cm.
Langues : Anglais (eng) Langues originales : Anglais (eng)
Catégories : Thèses & Mémoires:Informatique Mots-clés : protocole MAC
IEEE 802.15.4e
TSCH
Clustering
Scheduling
RBS(Relevancebased
Scheduling)
InterférenceIndex. décimale : 003 Systèmes Résumé : Résumé
L'Internet des objets (IoT) est un paradigme novateur qui gagne rapidement du
terrain dans le scénario des télécommunications sans l modernes. L'idée de base
de ce concept est la présence omniprésente autour de nous d'une variété de choses
ou d'objets - tels que les étiquettes d'identi cation par radiofréquence (RFID), les
capteurs, les actionneurs, L'IOT Est considéré comme un environnement hétérogène;
toutes les applications d'IoT coexistent entre elles et génèrent diérents types de traf-
c. Lors de l'utilisation de diérentes technologies sans l avec les mêmes fréquences,
le problème d'interférence surgit parce que la plupart d'entre eux ne sont pas organisé
entre eux pour leur envoyer des informations et éviter toute interferences. Ce probl
ème d'interférence entraîne une détérioration de la performance du système. Les
protocoles MAC doivent être soigneusement conçus pour résoudre un tel problème.
Dans ce projet de n d'étude, nous visons à améliorer la abilité des communications
du protocole MAC TimeSlotted Channel Hopping (TSCH) de l'IEEE 802.15.4e, en
appliquant des techniques et des algorithms de Clustering et Scheduling distribué
et nous proposons une nouvelle idea pour amélioer la technique RBS (Plani cation
basée sur la pertinence) . Les techniques visent à Créer un Scheduling multicanaux
e cace optimisant les collisions et l'overhearing dans les WSNs. La solution propos
ée a été simulée en utilisant NS-3 (Network simulator 3). Les résultats obtenus
montrent des améliorations signi catives en termes de débit, d'énergie et de abilité.Note de contenu : Sommaire
Contents
Acknowledgements i
Introduction ii
Contents iv
List of Figures vii
Introduction 1
1 Medium Access Control in Wireless Sensor Networks - State Of
The Art 3
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Sources of energy waste at MAC layer . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Energy saving mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4 The IEEE 802.15.4e Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5 Time Slotted Channel Hopping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5.1.1 Time Slots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5.1.2 Slotframes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.1.3 Node TSCH Schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.1.4 Absolute Slot Number and Channel Hopping . . . . 10
5.1.5 Shared Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.1.6 Dedicated vs. Shared Cells . . . . . . . . . . . . . . 11
5.2 TSCH CSMA-CA Retransmission Algorithm . . . . . . . . . . 11
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2 Scheduling - Features and Challenges 14
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2 Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Introduction
2.1 Scheduling Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Types of scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3 Open Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3 Techniques of scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1 Aggregation-based Scheduling (ABS) . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.1 The concept of ABS scheme . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.2 Designing ABS in IoT networks . . . . . . . . . . . . 18
3.1.3 An example of the ABS operation . . . . . . . . . . . 19
3.2 Relevance-based Scheduling (RBS) . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.1 The concept of RBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.2 Network components and topologies . . . . . . . . . 20
3.2.3 Designing RBS scheme in IoT networks . . . . . . . 21
3.2.4 Timeslot allocation and data generation in ABS scheme 22
3.2.5 An example of the RBS operation . . . . . . . . . . . 23
4 Related works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1 Clustering algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.2 Proposed clustering algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3 Clustering and Scheduling 27
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 Clusterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1 Assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 Network formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Cluster head selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.1 Vote phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.2 Decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4 Topology building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3 Scheduling Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.1 Construction of TSCH schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2 Adapting Relevance-Based Scheduling . . . . . . . . . . . . . 38
4 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.1 Network Simulator 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2 Simulation Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3 Evaluation Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5 Results and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.1 Experiments Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Introduction
5.2 Performance Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Conclusion 50
BibliographyCôte titre : MAI/0245 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1oAZlH-zcHHWr12XBmKkFD112baxrKWkB/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MAI/0245 MAI/0245 Mémoire Bibliothéque des sciences Anglais Disponible
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