Nghiên cứu, phát triển mô hình mạng cảm biến không dây đa kết nối động
57 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.98.2024.69-77Từ khóa:
Mạng cảm biến không dây; Đa kết nối động; Đa truy cập phân chia theo thời gian; Dung lượng.Tóm tắt
Mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network, WSN) bao gồm các cảm biến kết nối không dây để thu thập thông tin từ môi trường và truyền dữ liệu đến trung tâm xử lý. WSN được ứng dụng trong y tế, công nghiệp và tự động hóa nhờ khả năng cung cấp thông tin thời gian thực với chi phí thấp. Nghiên cứu này đề xuất mô hình mạng cảm biến không dây đa kết nối động (Dynamic Multi-Connection Wireless Sensor Network, DMC WSN) kết hợp với kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access, TDMA) nhằm phân bổ hợp lý thời gian truyền dữ liệu, tránh xung đột tín hiệu và nâng cao hiệu quả truyền tin trong xưởng sản xuất. Kết quả mô phỏng cho thấy, khi không sử dụng TDMA và không điều khiển công suất, dung lượng của cảm biến yếu nhất và dung lượng trung bình đều thấp nhất. Khi áp dụng thuật toán Max-Min để điều khiển công suất, dung lượng được cải thiện. Ngược lại, khi sử dụng TDMA, dù không điều khiển công suất, dung lượng của cảm biến yếu nhất và dung lượng trung bình đều đạt mức cao nhất, cho thấy TDMA giúp tăng hiệu quả truyền tin và đảm bảo dung lượng ổn định cho mô hình DMC WSN trong xưởng sản xuất.
Tài liệu tham khảo
[1]. D. C. Nguyen et al., “6G Internet of Things: A Comprehensive Survey,” in IEEE Internet of Things Journal, vol. 9, no. 1, pp. 359-383, 1 Jan.1, (2022), doi: 10.1109/JIOT.2021.3103320.
[2]. K. Shafique, B. A. Khawaja, F. Sabir, S. Qazi and M. Mustaqim, “Internet of Things (IoT) for Next-Generation Smart Systems: A Review of Current Challenges, Future Trends and Prospects for Emerging 5G-IoT Scenarios,” in IEEE Access, vol. 8, pp. 23022-23040, (2020), doi: 10.1109/ACCESS.2020.2970118.
[3]. I. Surenther, K.P. Sridhar, Michaelraj Kingston Roberts, “Maximizing energy efficiency in wireless sensor networks for data transmission: A Deep Learning-Based Grouping Model approach”, Alexandria Engineering Journal, Volume 83, Pages 53-65, ISSN 1110-0168, (2023).
[4]. Hui Feng, Chen Xu, Bo Jin, Min Zhang, “A Deployment Optimization for Wireless Sensor Networks Based on Stacked Auto Encoder and Probabilistic Neural Network”, Digital Communications and Networks, ISSN 2352-8648, (2024).
[5]. H. Q. Ngo, A. Ashikhmin, H. Yang, E. G. Larsson and T. L. Marzetta, “Cell-Free Massive MIMO Versus Small Cells,” in IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 16, no. 3, pp. 1834-1850, (2017), doi: 10.1109/TWC.2017.2655515.
[6]. G. D. O'Mahony, J. T. Curran, P. J. Harris and C. C. Murphy, “Interference and Intrusion in Wireless Sensor Networks,” in IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, vol. 35, no. 2, pp. 4-16, (2020).
[7]. B. T. Anh, D. Thanh Quan, D. D. Quoc and P. Thanh Hiep, “Optimizing Transmission Power for Uplink Data in Cell-Free Wireless Body Area Networks,” 2023 IEEE Statistical Signal Processing Workshop (SSP), Hanoi, Vietnam, pp. 275-279, (2023).
[8]. D. M. King, B. G. Nickerson and W. Song, “Evaluation of ultra-wideband radio for industrial wireless control,” 2017 IEEE 38th Sarnoff Symposium, Newark, NJ, USA, pp. 1-6, (2017).
[9]. Özlem Tugfe Demir, Emil Björnson and Luca Sanguinetti, “Foundations of User-Centric Cell-Free Massive MIMO”, Foundations and Trends in Signal Processing: Vol. 14, No. 3-4, pp 162-472, (2021).
[10]. M. B. Majed, T. A. Rahman, O. A. Aziz, M. N. Hindia, and E. Hanafi, “Channel characterization and path loss modeling in indoor environment at 4.5, 28, and 38 GHz for 5g cellular networks”, International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2018, pp. 1–14, (2018), doi: 10.1155/2018/9142367.
[11]. Al-Khero, S Kh and Abbosh, Y M, “Path Loss and Channel Modeling at 3.5GHz for 5G Cellular System”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol.1152, p.012006, (2021), doi: 10.1088/1757-899x/1152/1/012006.
[12]. Ghayoula et al, “Capacity and Performance of MIMO systems for Wireless Communications”, Journal of Engineering Science and Technology, vol. 7, pp.108-111, (2014), doi: 10.25103/jestr.073.17.
