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Energy-efficient and SDN-enabled routing algorithm for wireless body area networks
Computer Communications ( IF 6 ) Pub Date : 2020-06-12 , DOI: 10.1016/j.comcom.2020.06.003
Murtaza Cicioğlu , Ali Çalhan

Wireless Body Area Networks (WBANs) are one of the special branches of Wireless Sensor Networks (WSNs) that attract attention in various disciplines such as health, engineering, biology, and computers. Also, WBANs are an important research area that can contribute to human life and health in many ways. The Software-Defined Networking (SDN) approach is a solution that can make simpler, flexible, manageable, and more efficient the heterogeneous and complex network structures, such as WBANs. In the Software-Defined WBAN (SD-WBAN) architecture, it is of great importance to extend the network lifetime due to the limited energy of the sensor nodes and the routing process is one of the most important energy consumption processes of SD-WBANs. For an effective and efficient routing approach, service quality requirement parameters, for example, throughput, energy efficiency, end-to-end delay, and packet transmission rates need to be considered. In this study, a new energy-efficient and SDN-enabled routing algorithm (ESR-W) has been developed with the use of the Fuzzy-based Dijkstra technique. So, the most appropriate route determination is performed with a central and reactive (on-demand) approach among many SD-WBAN users. SNR, battery level and hop count metrics are used for routing decisions. In order to compare ESR-W with existing protocols AODV and SDNRouting, extensive scenarios and simulations have been performed in the Riverbed Modeler simulation software. According to the results, ESR-W has been observed very successful compared to other protocols in terms of throughput, end-to-end delay, packet transmission rate, and energy consumption.



中文翻译:

高能效且支持SDN的无线人体局域网路由算法

无线人体局域网(WBAN)是无线传感器网络(WSN)的特殊分支之一,在健康,工程,生物学和计算机等各个领域都引起了人们的关注。此外,WBANs是一个重要的研究领域,可以在许多方面为人类的生命和健康做出贡献。软件定义网络(SDN)方法是一种解决方案,可以使异类和复杂的网络结构(例如WBAN)变得更简单,灵活,可管理且更有效。在软件定义的WBAN(SD-WBAN)体系结构中,由于传感器节点的能量有限,延长网络寿命非常重要,并且路由过程是SD-WBAN的最重要的能耗过程之一。为了获得有效的路由选择方法,需要提供服务质量要求参数,例如吞吐量,需要考虑能源效率,端到端延迟和数据包传输速率。在这项研究中,使用基于模糊的Dijkstra技术开发了一种新的节能且具有SDN功能的路由算法(ESR-W)。因此,最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。和分组传输速率需要考虑。在这项研究中,使用基于模糊的Dijkstra技术开发了一种新的节能且具有SDN功能的路由算法(ESR-W)。因此,最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W已经非常成功。和分组传输速率需要考虑。在这项研究中,使用基于模糊的Dijkstra技术开发了一种新的节能且具有SDN功能的路由算法(ESR-W)。因此,最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。利用基于模糊的Dijkstra技术,开发了一种新的节能且具有SDN功能的路由算法(ESR-W)。因此,最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。利用基于模糊的Dijkstra技术,开发了一种新的节能且具有SDN功能的路由算法(ESR-W)。因此,最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。最合适的路由确定是通过许多SD-WBAN用户之间的集中式和响应式(按需)方法执行的。SNR,电池电量和跳数指标用于路由决策。为了将ESR-W与现有协议AODV和SDNRouting进行比较,在Riverbed Modeler仿真软件中进行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。在Riverbed Modeler仿真软件中执行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W已经非常成功。在Riverbed Modeler仿真软件中执行了广泛的场景和仿真。根据结果​​,在吞吐量,端到端延迟,数据包传输速率和能耗方面,与其他协议相比,ESR-W非常成功。

更新日期:2020-06-12
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