BAN-XL: the proposed schemeBAN-XL p

BAN-XL: the proposed scheme

BAN-XL protocol is a cross layer protocol with a cooperative routing algorithm and adaptability to the network para- meters that provides high reliability in BAN applications within bounded time. The MAC protocol used in BAN-XL is 802.15.4 with adaptability and routing with cooperative AODV. The main cause of reduced network reliability in BAN network is interference on the radio channel, since multiple nodes transmit data simultaneously over the shared link. To eliminate this issue, cooperation among source nodes is introduced. This half-duplex cooperation incorporated in BAN-XL maintains reliability with improved spectral effi- ciency. Sensor nodes on a human body generating data will cooperate with its neighboring node to transmit data success- fully. These nodes do not cooperate every time they generate data instead the protocol works in two modes depending on the network resources. If the source nodes are present in the same radio range and have enough power to cooperate, only then they enter into cooperative mode. In the other scenario, nodes follow a non-cooperative mode of transmission and send their data separately. In cooperative mode, the source node piggybacks its data packet with the data of the neighboring node using a simple aggregation technique which transforms these two data packets into a single compact packet. This aggregation of data reduces the traffic on the network and forwards the data of several nodes using one source node as a transmitter. The complete process flow of the proposed BAN-XL protocol is shown in Fig. 3.
Aggregation of data packets in the proposed scheme costs some extra overhead and energy but the gains are far more than these. This is because aggregation reduces routing, MAC contention and network delays in a network. Transmis- sion via a single node will transmit more data in fewer transmission slots which in turn improves the energy efficiency of network and latency. Moreover, the introduc- tion of adaptability at the cross layer conserves energy by avoiding excessive transmission of control packets. Back off exponential and retransmission limits is also made adaptive at MAC. These adaptive parameters will change their values on the basis of the network data rate and the node’s mobility; and in result provide high network gains. The adaptive interval between control messages at the network layer optimizes their transmission rate that may introduce traffic, consume network energy and also utilize the chan- nel capacity [31]. This will enhance the network perfor- mance by better utilizing the bandwidth and will reduce collision caused by control packets. The adaptive protocol nature maintains the quality of service in dynamic and mobile networks where there is a frequent link update and disconnection.
Hence using a less complex algorithm for aggregation and adaptive parameters in BAN-XL, the overall network perfor- mance can be improved for heterogeneous BAN. Furthermore,the protocol is favorable for developing countries since it does not require any extra cost for using a special medical communication band and can use existing infrastructure for deployment of such systems. Most of the heterogeneous networks including 802.15.6 BAN standard use multi-channels for reliable transmissions, whereas BAN-XL saves the network bandwidth by utilizing a single channel for transmission. However, the remaining channels of 802.15.4 in BAN-XL can be used by other neighboring networks. The proposed coop- erative routing can also be used with existing BAN applications using 802.15.6 frequency bands to further enhance their performance. Results are obtained for both BAN-XL and BAN- Conv protocols under several network scenarios to analyze the performance of both schemes.

Kết quả (Việt) 1:

BAN-XL: các đề án được đề xuấtGiao thức BAN-XL là một giao thức qua lớp với một thuật toán định tuyến hợp tác và khả năng hoạt động mạng para-m cung cấp độ tin cậy cao trong các ứng dụng BAN trong thời gian bị chặn. Giao thức MAC được sử dụng trong BAN-XL là 802.15.4 với khả năng hoạt động và định tuyến với AODV hợp tác xã. Nguyên nhân chính gây giảm mạng đáng tin cậy trong BAN mạng là can thiệp trên kênh radio, kể từ khi nhiều nút truyền dữ liệu đồng thời trên liên kết được chia sẻ. Để loại bỏ các vấn đề này, sự hợp tác giữa các nút nguồn được giới thiệu. Half-duplex sự hợp tác này kết hợp trong BAN-XL duy trì độ tin cậy với cải tiến effi-ciency của quang phổ. Các nút cảm biến trên một cơ thể của con người tạo ra các dữ liệu sẽ hợp tác với nút lân cận để truyền dữ liệu thành công - hoàn toàn. Các nút không hợp tác mỗi khi họ tạo ra dữ liệu để thay thế các giao thức hoạt động ở hai chế độ tùy thuộc vào các nguồn tài nguyên mạng. Nếu các nút nguồn đang hiện diện trong cùng một phạm vi đài phát thanh và có đủ sức mạnh để hợp tác, chỉ sau đó họ tham gia vào hợp tác xã chế độ. Trong trường hợp khác, các nút theo một chế độ không hợp tác của truyền và gửi dữ liệu của họ một cách riêng biệt. Trong hợp tác xã chế độ, nút nguồn piggybacks gói dữ liệu với dữ liệu của các nút lân cận, bằng cách sử dụng một kỹ thuật đơn giản tập biến các gói dữ liệu hai thành một gói nhỏ gọn đơn. Này tập hợp dữ liệu giảm traffic trên mạng và chuyển dữ liệu của một số nút bằng cách sử dụng một nguồn nút như một máy phát. flow hoàn thành tiến trình của giao thức BAN-XL được đề xuất được hiển thị trong hình 3.Tập hợp của các gói dữ liệu trong các đề án đề xuất chi phí một số phụ phí và năng lượng, nhưng các lợi ích nhiều hơn so với những. Điều này là bởi vì tập làm giảm định tuyến, MAC ganh đua và mạng chậm trễ trong một mạng. Transmis-sion thông qua một nút duy nhất sẽ truyền tải nhiều dữ liệu trong ít hơn truyền khe mà lần lượt có thể cải thiện năng lượng efficiency của mạng lưới và độ trễ. Hơn nữa, gi-tion của khả năng hoạt động ở lớp qua bảo tồn năng lượng bằng cách tránh quá mức truyền tải gói dữ liệu kiểm soát. Lùi lại hàm mũ và retransmission giới hạn cũng được làm thích nghi tại MAC. Những tham số thích nghi sẽ thay đổi giá trị của họ dựa trên tốc độ dữ liệu mạng và các nút di động; và trong kết quả cung cấp mạng cao lợi nhuận. Khoảng thời gian thích ứng giữa kiểm soát tin nhắn ở lớp mạng tối ưu hóa tốc độ truyền có thể giới thiệu traffic, tiêu thụ năng lượng mạng và cũng sử dụng sức chứa chan-nel [31]. Điều này sẽ nâng cao mạng perfor-mance bằng tốt hơn bằng cách sử dụng băng thông và sẽ làm giảm các vụ va chạm gây ra bởi các gói dữ liệu kiểm soát. Tính chất thích nghi giao thức duy trì chất lượng dịch vụ trong các mạng di động và năng động nơi có một liên kết thường xuyên cập nhật và ngắt kết nối.Do đó sử dụng một thuật toán phức tạp ít để tập hợp và các thông số thích ứng ở BAN-XL, tổng thể mạng perfor-mance có thể được cải thiện cho BAN không đồng nhất. Hơn nữa, các giao thức là thuận lợi cho các nước đang phát triển vì nó không đòi hỏi thêm bất kỳ chi phí cho việc sử dụng một ban nhạc đặc biệt truyền thông y tế và có thể sử dụng cơ sở hạ tầng sẵn có cho triển khai các hệ thống như vậy. Hầu hết các mạng không đồng nhất, bao gồm cả 802.15.6 BAN tiêu chuẩn sử dụng các kênh đa truyền đáng tin cậy, trong khi BAN-XL tiết kiệm băng thông mạng bằng cách sử dụng một kênh đơn truyền. Tuy nhiên, các kênh còn lại của 802.15.4 trong BAN-XL có thể được sử dụng bởi các mạng lân cận khác. Coop-erative đề xuất định tuyến cũng có thể được sử dụng với các ứng dụng BAN hiện có bằng cách sử dụng 802.15.6 dải tần số để tiếp tục nâng cao hiệu suất của họ. Kết quả thu được cho giao thức BAN-XL và BAN - Conv theo một số kịch bản mạng để phân tích hiệu suất của cả hai chương trình.

Kết quả (Việt) 2:

BAN-XL: đề án đề xuất BAN-XL giao thức là một giao thức lớp chéo với một thuật toán định tuyến hợp tác và khả năng thích ứng với mạng mét para- cung cấp độ tin cậy cao trong các ứng dụng BAN trong thời gian giới hạn. Các giao thức MAC được sử dụng trong BAN-XL là 802.15.4 với khả năng thích ứng và định tuyến với AODV hợp tác xã. Nguyên nhân chính của việc giảm độ tin cậy mạng trong mạng BAN là can thiệp trên các kênh radio, kể từ nhiều nút truyền dữ liệu đồng thời trên các liên kết chia sẻ. Để loại bỏ vấn đề này, sự hợp tác giữa các nút nguồn được giới thiệu. Hợp tác bán song công này kết hợp trong BAN-XL duy trì độ tin cậy được cải thiện tính hiệu phổ ef fi-. Các nút cảm biến trên một dữ liệu cơ thể tạo ra con người sẽ hợp tác với các nút lân cận của nó để truyền tải dữ liệu success- đầy đủ. Những nút không hợp tác mỗi khi họ tạo ra dữ liệu thay vì các giao thức hoạt động ở hai chế độ tùy thuộc vào tài nguyên mạng. Nếu các nút nguồn được hiện diện trong phạm vi phát thanh giống nhau và có đủ sức mạnh để hợp tác, chỉ sau đó họ nhập vào chế độ hợp tác xã. Trong kịch bản khác, các nút theo một chế độ không hợp tác của truyền và gửi dữ liệu của họ một cách riêng biệt. Trong chế độ hợp tác xã, các nút nguồn piggybacks gói dữ liệu với các dữ liệu của các nút lân cận sử dụng một kỹ thuật tập hợp đơn giản mà biến đổi hai gói dữ liệu vào một gói nhỏ gọn duy nhất. Tập hợp các dữ liệu này làm giảm traf fi c trên mạng và chuyển tiếp dữ liệu của một vài nút bằng một nút nguồn như một máy phát. Quá trình hoàn fl ow của giao thức BAN-XL đề xuất được hiển thị trong hình. 3. Kết hợp các gói dữ liệu trong đề án đề xuất chi phí thêm một số phí và năng lượng nhưng lợi ích thu được nhiều hơn so với những. Điều này là do sự kết hợp làm giảm định tuyến, tranh MAC và sự chậm trễ mạng trong một mạng. Lây truyền qua một nút duy nhất sẽ truyền dữ liệu hơn trong khe thời gian phát ít hơn do đó cải thiện năng lượng ef fi tính hiệu của mạng và độ trễ. Hơn nữa, sự phân lời giới thiệu của khả năng thích ứng ở lớp chéo kiệm năng lượng bằng cách tránh lây nhiễm quá mức của các gói điều khiển. Quay trở lại giới hạn hàm số mũ và truyền lại cũng được làm thích nghi tại MAC. Những thông số thích ứng sẽ thay đổi giá trị của họ trên cơ sở tốc độ dữ liệu mạng và di động của nút; và kết quả cung cấp tăng mạng cao. Khoảng thời gian thích nghi giữa các tin nhắn kiểm soát tại các lớp mạng tối ưu hóa tốc độ truyền dẫn của họ có thể giới thiệu traf fi c, tiêu thụ năng lượng mạng và cũng sử dụng năng lực nel Chan [31]. Điều này sẽ tăng cường mance mạng perfor bằng tốt hơn sử dụng băng thông và giảm va chạm gây ra bởi các gói điều khiển. Giao thức bản chất thích nghi duy trì chất lượng dịch vụ trong mạng lưới năng động và điện thoại di động, nơi có một cập nhật liên kết thường xuyên và ngắt kết nối. Do đó sử dụng một thuật toán ít phức tạp cho tập hợp và các thông số thích nghi trong BAN-XL, mạng tổng thể mance perfor có thể được cải thiện cho BAN không đồng nhất. Hơn nữa, các giao thức là thuận lợi cho các nước đang phát triển vì nó không đòi hỏi thêm bất kỳ chi phí cho việc sử dụng một băng tần truyền thông y tế đặc biệt và có thể sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có để triển khai các hệ thống như vậy. Hầu hết các mạng không đồng nhất bao gồm 802.15.6 BAN sử dụng tiêu chuẩn đa kênh để truyền tin cậy, trong khi BAN-XL tiết kiệm băng thông mạng bằng cách sử dụng một kênh duy nhất để truyền. Tuy nhiên, các kênh còn lại của 802.15.4 trong BAN-XL có thể được sử dụng bởi các mạng lân cận khác. Các đề xuất coop- định tuyến erative cũng có thể được sử dụng với các ứng dụng hiện có sử dụng BAN 802.15.6 băng tần để nâng cao hơn nữa hiệu suất của họ. Kết quả thu được cho các giao thức cả BAN-XL và BAN- Conv ​​theo một vài kịch bản mạng để phân tích hiệu suất của cả hai phương án.