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Enregistrement W1500921800 · doi:10.5539/cis.v8n3p13

Collision Detection in Wireless Sensor Networks Through Pseudo-Coded ON-OFF Pilot Periods per Packet: A Novel Low-Complexity and Low-Power Design Technique

2015· article· en· W1500921800 sur OpenAlexvenueno aff
Walid Ahmed, Mohsen Sarraf, Victor B. Lawrence

Notice bibliographique

RevueComputer and Information Science · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueEnergy Efficient Wireless Sensor Networks
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesTaif University
Mots-clésComputer scienceNetwork packetWireless sensor networkDecoding methodsComputer networkCollisionDemodulationCollision problemWirelessKey distribution in wireless sensor networksReal-time computingWireless networkTelecommunicationsComputer securityChannel (broadcasting)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Sensor nodes in Wireless Sensor Networks (WSNs) operate with limited power resources such as small batterieswhich are difficult to be either recharged or replaced in some environments when depleted. Power consumptionrepresents one of the most constraints impact the design of WSNs, leading to various protocols and algorithmsaimed at minimizing the power consumption and extending batteries' lifetime. Sensor nodes in WSNs transmittheir periodic packets continuously to central nodes (receivers) which are responsible for decoding packets andtransmitting them to other communication networks. In addition, sensors usually follow various MAC strategieswhich allow accessing to wireless communication channels. However, sensors may attempt to access thewireless channels at the same time, potentially, leading to collisions among multiple nodes. In fact, central nodesin WSNs most often consume a large amount of power due to the necessity to decode every received packetregardless of the fact that the transmission may suffer from packets collision which impede the networkperformance. Therefore, in the receiver side of WSNs current collision detection mechanisms have largely beenrevolving around direct demodulation and decoding of received packets and deciding on a collision based onsome form of parity bits in each packet for error control. From information theoretic prospective full decoding ofreceived packets with error control bits at central nodes can achieve an efficient usage of network capacity,however, such an approach represents a major burden on power-constrained sensors. This drawback comes fromthe need to expend a significant amount of energy and processing complexity at sink nodes in order tofully-decode a packet, only to discover the packet is illegible due to a collision. In this paper, we propose a morepractical power saving approaches which achieve a significant power saving with low-complexity at the expenseof low throughput losses. Based on studying the statistics of received packets, central nodes can make a fastdecision to detect a collision without the need for full-decoding of the whole received packets. Our novelapproaches not only reduces processing complexity and hence power consumption, but it also reduces the delayincurred to detect a collision since it operates on only a small number of IQ samples in the beginning of areceived packet. In such a paradigm, our approaches operate directly at the output of the receiver’sAnalog-to-Digital-Converter (ADC) and eliminate the need to pass the corrupted packets through the entiredemodulator/decoder line-up. The performance gain of our proposed approach is illustrated through thecomparison between the computational complexity of our Statistical Discrimination (SD) approaches and someexisting Full Decoding (FD) algorithms(note 1). Our results show that the SD approaches has significant powersavings and low computational complexities over existing FD algorithms with low False-Alarm and Missprobabilities, which qualify our SD approaches to be considered as reliable collision detection mechanisms inWSNs. We also show how to tune various design parameters in order to allow a system designer multipledegrees of freedom for design trade-offs and optimization.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,035
Tête enseignante GPT0,255
Écart entre enseignants0,220 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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