Automated load-balancing is a desir

Automated load-balancing is a desired property for selforganization in the IoT. While self-organization leads
to devices forwarding data towards a data sink, devices
towards the sink are spending more energy to keep the
network services alive. This could lead to energy exhaustion on these devices if they are battery powered and
hence lead to single points of failure. Instead, we need to
have automated load-balancing to the maximum possible
extent. Load-balancing could also allow for devices to
recalibrate their transmission rates or prioritize data for
transmission so that energy consumption towards the sink
is maintained under limits, thereby improving the overall
longevity of the self-organized network.
III. KEY COMPONENTS OF SELF-ORGANIZATION IN THE
INTERNET OF THINGS
We envision five components that are key to selforganization in the IoT. These components perform specific
functions but allow for the smooth operation of the selforganized network in the IoT. We will also see the interdependencies of various components of self-organization,
which makes algorithm design all the more challenging. This
section will show that a system perspective of the IoT lends
well into designing self-organization algorithms for the IoT.
A. Neighbor Discovery
The networks deployed for the IoT applications are generally hierarchical [1]. It is a recursive chain of a group
of slave devices communicating with a master device, and
a set of these master devices communicating with the next
tier master device. This is similar to a sensor network set up
within a home or a building, where sensors report data to a
nearby sink node and these sink nodes could further report the
home’s sensor network gateway. Such networks are planned
to ensure that the sink nodes can detect the presence and
collect data from downstream devices and forward them to
the upstream devices. However, it is not always possible that
the networks are designed to allow for devices to know the
presence and operational status of their peers. This is important
because, the failure of devices or the occurrence of an event
that triggers self-organization must be known to peer devices
which can cooperate with the distressed device to support its
communications. This means that devices in the IoT paradigm
should monitor the operational status of their peers. Thus when
a device’s connectivity fails, the device would know who is
operational and seek connectivity. Hence we believe that this
should be the first step in self-organization in the IoT.
In our earlier work, we proposed the use of status codes
for smart meters which are broadcast and processed by their
peers and the uplink receiver [2]. Certain types of status codes
allowed for the self-organization to begin and thus created
local awareness of the need to self-organize. Similar to status
codes are periodic beacons in sensor networking applications
to detect failure of nodes in a data collection tree. However,
a challenge to implement this in the paradigm of IoT is the
need for all devices in a heterogeneous network to be able to
interpret the codes in the same way, thus leading to actions
on those codes towards a common goal.
B. Medium Access Control
Medium access control is responsible for ensuring that
when a network node accesses a channel, no other node
interferes with it. Robust medium access control is critical
for effective self-organization and network performance in the
IoT paradigm. The reasons for this being multi-fold, 1) every
device in the network will have data to send, hence every
device needs exclusive access to the medium, 2) devices
forwarding traffic from other devices will have more data
to send, thus there will be asymmetric needs for medium
access, 3) changes in network topology could result in medium
access schedules also needing changes, and 4) services needing
guaranteed access needs network-wide and end-to-end medium
access scheduling.
There are two possible ways of managing medium access
for self-organization in IoT. First is to provision medium
access by polling devices for their needs for medium access
and then allowing the devices to access the medium using a
deterministic schedule. Second is to allow for random access to
the medium. Devices sense the medium and use the medium
if there is no other device using it, else they wait and use
access the medium when it becomes free. We will discuss
the scenarios under which each could be applicable and their
deployment challenges.
1) Provisioned medium access: Time Division Multiple Access (TDMA) is a type of provisioned medium access
scheme and is widely implemented for variety of wireless communication applications [3]. TDMA allows for
devices to access channel in dedicated time slots in a
TDMA frame. Slot allocation for the network nodes
is decided based on the network topology and slot
needs of nodes at the beginning of each frame. Slot
allocation could be

Kết quả (Việt) 1:

Tự động cân bằng tải là một tài sản mong muốn cho các selforganization trong IoT. Trong khi tự tổ chức dẫnthiết bị chuyển tiếp dữ liệu đối với một sink dữ liệu, thiết bịĐối với bồn rửa chén đang chi tiêu nhiều năng lượng để giữ cho cácDịch vụ mạng sống. Điều này có thể dẫn đến cạn kiệt năng lượng trên các thiết bị, nếu họ là pin vàdo đó dẫn đến điểm duy nhất của thất bại. Thay vào đó, chúng ta cần phảicó tự động cân bằng tải để tối đa có thểmức độ. Cân bằng tải có thể cũng cho phép các thiết bị đểrecalibrate tỷ lệ truyền động của họ hoặc ưu tiên dữ liệu chobộ truyền động do đó năng lượng tiêu thụ đối với bồn rửa chénđược duy trì dưới giới hạn, do đó cải thiện tổng thểtuổi thọ của các mạng tự tổ chức.III. QUAN TRỌNG CÁC THÀNH PHẦN CỦA CÁC TỔ CHỨC TỰ TRONG CÁCINTERNET OF THINGSChúng ta hình dung năm thành phần là chìa khóa để selforganization trong IoT. Các thành phần thực hiện cụ thểchức năng nhưng cho phép thao tác mịn mạng selforganized của IoT. Chúng tôi cũng sẽ thấy lẫn các thành phần khác nhau của tự tổ chức,mà làm cho thiết kế thuật toán tất cả chi tiết đầy thử thách. Điều nàyphần sẽ hiển thị một quan điểm hệ thống của IoT vaycũng vào thiết kế thuật toán tự tổ chức cho IoT.A. hàng xóm phát hiệnMạng lưới được triển khai cho các ứng dụng IoT là phân cấp nói chung [1]. Nó là một chuỗi đệ quy của một nhómnô lệ thiết bị giao tiếp với một thiết bị tổng thể, vàmột tập hợp của các thiết bị tổng thể giao tiếp với kế tiếpbậc thầy điện thoại. Điều này cũng tương tự như một mạng lưới bộ cảm biến thiết lậptrong một ngôi nhà hoặc một tòa nhà, nơi mà cảm biến báo cáo dữ liệu đến mộtgần đó chìm nút và các hạch chậu rửa có thể tiếp tục báo cáo cácTrang chủ của cổng nối mạng cảm biến. Mạng lưới như vậy được lên kế hoạchđể đảm bảo hạch chậu rửa có thể phát hiện sự hiện diện vàthu thập dữ liệu từ các thiết bị về phía hạ lưu và chuyển tiếp cho họ đểCác thiết bị thượng nguồn. Tuy nhiên, nó không phải là luôn luôn có thể màcác mạng được thiết kế để cho phép các thiết bị để biết cácsự hiện diện và tình trạng hoạt động của các đồng nghiệp của họ. Điều này là quan trọngbởi vì, sự thất bại của thiết bị hoặc sự xuất hiện của một sự kiệnmà gây nên tự tổ chức phải được biết đến với các thiết bị ngangđó có thể hợp tác với đau khổ để hỗ trợ thiết bị của mìnhthông tin liên lạc. Điều này có nghĩa rằng các thiết bị trong các mô hình IoTnên theo dõi tình trạng hoạt động của các đồng nghiệp của họ. Do đó khimột thiết bị kết nối không thành công, thiết bị sẽ biết ai làhoạt động và tìm kiếm các kết nối. Do đó chúng tôi tin rằng điều nàynên bước đầu tiên trong tự tổ chức trong IoT.Trong công việc trước đó của chúng tôi, chúng tôi đề xuất việc sử dụng các mã trạng tháicho thông minh mét được phát sóng và xử lý bởi của họđồng nghiệp và người nhận uplink [2]. Một số loại mã trạng tháicho phép tự tổ chức để bắt đầu và do đó tạo rađịa phương nhận thức về sự cần thiết phải tự tổ chức. Tương tự như tình trạngMã có các cảnh báo định kỳ cảm biến ứng dụng mạngđể phát hiện các sai lầm của các nút cây bộ sưu tập dữ liệu. Tuy nhiên,một thách thức để thực hiện điều này trong các mô hình của IoT là cáccần cho tất cả các thiết bị trong một mạng lưới không đồng nhất để có thểgiải thích các mã trong cùng một cách, do đó dẫn đến hành độngtrên những mã hướng tới một mục tiêu chung.Sinh kiểm soát truy cập TrungKiểm soát truy cập phương tiện chịu trách nhiệm đảm bảo rằngKhi một nút mạng truy cập một kênh, không có nút kháccan thiệp đó. Kiểm soát truy cập trung bình mạnh mẽ là rất quan trọngcho hiệu quả hiệu suất mạng và tự tổ chức tại cácMô hình IoT. Những lý do này đang được nhiều lần, 1) mỗiCác thiết bị trong mạng sẽ có dữ liệu để gửi, do đó mỗithiết bị thiết bị nhu cầu độc quyền truy cập đến trung bình, 2)chuyển tiếp lưu lượng truy cập từ các thiết bị khác sẽ có thêm dữ liệuđể gửi, do đó sẽ có các nhu cầu không đối xứng cho vừatruy cập 3) thay đổi topo mạng có thể dẫn đến phương tiện truyền thôngtruy cập lịch cũng cần thay đổi, và 4) dịch vụ cầnđảm bảo truy cập cần phương tiện toàn mạng và kết thúc để kết thúctruy cập vào lịch trình.Có hai cách để có thể quản lý truy cập trung bìnhcho tự tổ chức tại IoT. Đầu tiên là để cung cấp phương tiệntruy cập bằng thiết bị bỏ phiếu cho nhu cầu của họ để truy cập trung bìnhvà sau đó cho phép các thiết bị để truy cập vào các phương tiện bằng cách sử dụng mộtxác định lịch trình. Thứ hai là để cho phép truy cập ngẫu nhiên đểCác phương tiện. Ý nghĩa phương tiện và sử dụng các phương tiện thiết bịNếu không có không có thiết bị họ sử dụng nó, khác chờ đợi và sử dụngtruy cập vào các phương tiện khi nó trở thành miễn phí. Chúng tôi sẽ thảo luậncác tình huống theo đó mỗi có thể được áp dụng và của họtriển khai những thách thức.1) cung cấp truy cập trung bình: truy cập vào nhiều phân chia thời gian (TDMA) là một loại hình được cấp quyền truy cập trung bìnhđề án và rộng rãi được áp dụng cho nhiều ứng dụng giao tiếp không dây [3]. TDMA cho phépthiết bị để truy cập vào kênh dành riêng khe thời gian trong mộtTDMA khung. Khe phân bổ cho các nút mạngđược quyết định dựa trên các topo mạng và khe cắmnhu cầu của các nút ở đầu mỗi khung. Khe cắmphân bổ có thể là

Kết quả (Việt) 2:

Tự động cân bằng tải là một tài sản mong muốn cho selforganization trong IOT. Trong khi tự tổ chức dẫn
đến các thiết bị chuyển tiếp dữ liệu đối với một bồn rửa dữ liệu, các thiết bị
về phía bồn rửa đang chi tiêu nhiều năng lượng hơn để giữ cho các
dịch vụ mạng sống. Điều này có thể dẫn đến kiệt năng lượng trên các thiết bị này nếu họ đang chạy bằng pin và
do đó dẫn đến điểm duy nhất của thất bại. Thay vào đó, chúng ta cần phải
có tự động cân bằng tải đến mức tối đa có thể có
mức độ. Cân bằng tải cũng có thể cho phép các thiết bị để
xác định lại tốc độ truyền của họ hoặc ưu tiên dữ liệu cho
truyền để tiêu thụ năng lượng về phía bồn rửa
được duy trì theo giới hạn, do đó cải thiện tổng thể
kéo dài tuổi thọ của các mạng tự tổ chức.
III. THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA TỰ TỔ CHỨC TRONG
INTERNET CỦA NHỮNG
Chúng tôi hình dung năm thành phần đó là chìa khóa để selforganization trong IOT. Các thành phần này thực hiện cụ thể
chức năng, nhưng cho phép cho các hoạt động trơn tru của mạng selforganized trong IOT. Chúng ta cũng sẽ thấy những phụ thuộc lẫn nhau của các thành phần khác nhau của tự tổ chức,
mà làm cho thiết kế thuật toán tất cả các khó khăn hơn. Điều này
phần sẽ cho thấy một quan điểm hệ thống của IOT vay
cũng vào thiết kế các thuật toán tự tổ chức cho các IOT.
A. Neighbor Discovery
Các mạng được triển khai cho các ứng dụng IOT nói chung là thứ bậc [1]. Đó là một chuỗi đệ quy của một nhóm
các thiết bị nô lệ giao tiếp với một thiết bị chủ, và
một tập hợp các thiết bị tổng thể giao tiếp với các cạnh
thiết bị tier chủ. Điều này cũng tương tự như một mạng lưới cảm biến thiết lập
trong một ngôi nhà hoặc một tòa nhà, nơi các cảm biến báo cáo dữ liệu vào một
nút chìm gần đó và các nút chìm có thể báo cáo thêm các
cổng mạng cảm biến của nhà. Mạng lưới như vậy được lên kế hoạch
để đảm bảo rằng các hạch chậu có thể phát hiện sự hiện diện và
thu thập dữ liệu từ các thiết bị hạ và chuyển chúng đến
các thiết bị đầu nguồn. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể là
các mạng được thiết kế để cho phép các thiết bị để biết được
sự hiện diện và tình trạng hoạt động của các đồng nghiệp của họ. Điều này quan trọng
bởi vì, sự thất bại của các thiết bị hoặc sự xuất hiện của một sự kiện
kích hoạt tự tổ chức phải được biết để ngang thiết bị
mà có thể hợp tác với các thiết bị đau khổ để hỗ trợ của
truyền thông. Điều này có nghĩa rằng các thiết bị trong mô hình IOT
nên theo dõi tình trạng hoạt động của các đồng nghiệp của họ. Vì vậy, khi
kết nối một thiết bị bị lỗi, các thiết bị sẽ biết ai là
hoạt động và tìm kiếm sự kết nối. Do đó chúng tôi tin rằng đây
sẽ là bước đầu tiên trong việc tự tổ chức trong IOT.
Trong công việc trước đây của chúng tôi, chúng tôi đề nghị sử dụng các mã trạng thái
cho đo thông minh được phát sóng và xử lý bởi họ
đồng nghiệp và người nhận uplink [2]. Một số loại mã trạng thái
cho phép tự tổ chức để bắt đầu và do đó tạo ra
nhận thức địa phương về sự cần thiết để tự tổ chức. Tương tự như tình trạng
mã số là cảnh báo định kỳ trong các ứng dụng mạng cảm biến
để phát hiện lỗi của các nút trong một cây thu thập dữ liệu. Tuy nhiên,
một thách thức để thực hiện điều này trong mô hình của IOT là
cần thiết cho tất cả các thiết bị trong một mạng không đồng nhất để có thể
giải thích các mã trong cùng một cách, do đó dẫn đến hành động
trên những mã hướng tới một mục tiêu chung.
B. Medium Access Control
kiểm soát truy cập trung bình là trách nhiệm đảm bảo rằng
khi một nút mạng truy cập một kênh, không có nút khác
cản trở nó. Điều khiển truy cập phương tiện mạnh mẽ là rất quan trọng
cho hiệu quả tự tổ chức và hiệu suất mạng trong
mô hình IOT. Những lý do cho điều này là nhiều lần, 1) mỗi
thiết bị trong mạng sẽ có dữ liệu để gửi, vì thế mỗi
thiết bị cần truy cập độc quyền cho các phương tiện, 2) thiết bị
chuyển tiếp lưu lượng từ các thiết bị khác sẽ có nhiều dữ liệu
để gửi, do đó có sẽ có nhu cầu không đối xứng cho vừa
truy cập, 3) thay đổi topo mạng có thể dẫn đến vừa
lịch trình truy cập cũng cần thay đổi, và 4) dịch vụ cần
truy cập đảm bảo nhu cầu trung mạng lưới rộng khắp và end-to-end
lịch truy cập.
có hai cách có thể có của quản lý truy cập trung bình
cho tự tổ chức trong IOT. Đầu tiên là để cung cấp phương tiện
truy cập bởi các thiết bị bỏ phiếu cho các nhu cầu của họ để truy cập trung bình
và sau đó cho phép các thiết bị để truy cập trung bình sử dụng một
lịch trình định trước. Thứ hai là để cho phép truy cập ngẫu nhiên
của môi trường. Thiết bị cảm trung và sử dụng các phương tiện
nếu không có thiết bị khác sử dụng nó, nếu không họ chờ đợi và sử dụng
truy cập các phương tiện khi nó trở thành miễn phí. Chúng tôi sẽ thảo luận về
các tình huống theo đó, mỗi có thể được áp dụng và họ
thách thức triển khai.
1) Được cấp quyền truy cập trung bình: Time Division Multiple Access (TDMA) là một loại hình truy cập trung bình được cung cấp
chương trình và được thực hiện rộng rãi cho nhiều ứng dụng thông tin liên lạc không dây [3] . TDMA cho phép
các thiết bị để truy cập kênh trong khe thời gian dành riêng trong một
khung TDMA. Phân bổ khe cắm cho các nút mạng
được quyết định dựa trên các cấu trúc liên kết mạng và khe cắm
nhu cầu của các nút tại đầu của mỗi khung. Khe cắm
phân bổ có thể là