AN IMPROVED DFT-MSN DATA DELIVERY SCHEME FOR DELAY TOLERANT MOBILE SENSOR NETWORKS

1. AN IMPROVED DFT-MSN DATA DELIVERY SCHEME FOR DELAY TOLERANT MOBILE SENSOR NETWORKS International Conference on Apperceiving Computing and Intelligence Analysis, pp.324-328, 2008. Fu-Long Xu, Jian-Ping Li, Qiao-Li Shen and Shang-Guo Wang Reporter:HUANG, Chun-Ming

2. Outline • Introduction • The DFT-MSN protocol and the mobility model • The improved DFT-MSN • Simulation • Conclusion

3. Introduction • 近年來，感測器技術的發展能使感測器可以收集大量的訊息 • 通常採用大量數量且具有短距離無線的感測器節點來部署，形成一個良好連結的網路 • 但對於一些實際上的應用，對此上述方法不能有效的運作 • 野生動物追蹤和空氣品質監控

4. Introduction • 主要原因是節點的移動性和網路密度的稀疏，導致網路斷斷續續的連結性，而具有這些特性的網路稱為Delay Tolerant Mobile Sensor Network(DTMSN) • DTMSN包含兩種類型的節點 • mobile sensor node • 依附在移動的物件，例如人或動物，來收集目標訊息並傳遞資料 • sink node • 佈署在特定的地區或藉由移動物體攜帶著，來收集感測器的資料並轉送他們到骨幹網路的存取點(AP)

5. Introduction • 為了在DTMSN中達到一定的成功傳遞機率，資料的複製是必要的，但是多份的資料訊息複本將會增加傳輸的開銷，對於能源有限的感測網路這是一個實質上的缺點 • 因此在DTMSN如何達到資料傳遞機率和傳遞開銷之間的權衡是一重要的研究課題 • 本論文則根據DFT-MSN協定來進行改進 • Y Wang, H Wu. “Delay/Fault-Tolerant Mobile SensorNetwork (DFT-MSN): a new paradigm for pervasiveinformation gathering.” IEEE Transactions on MobileComputing, vol. 6, pp. 102 1-1034. 2006

6. The DFT-MSN protocol and the mobility model • DFT-MSN協定是由兩個主要的部分所組成 • 資料傳輸 • 基於傳遞的機率來決定何時何地傳輸資料訊息 • 佇列管理 • 基於容錯性決定哪些訊息要傳送或丟棄

7. Nodal Delivery Probability • 設傳遞機率 Pi ，表示感測器i可以傳遞資料訊息到Sink的可能性 • 設每個感測器持有一個計時器，時間區間為Δ，在此區間內，會將資料訊息傳到到具有較高傳遞機率的感測器節點

8. Nodal Delivery Probability • Pi會在任一訊息傳輸事件發生或計時器到期後被更新 • 如果每當感測器i傳輸一個資料訊息到另一個節點K，Pi應該被更新，來反映他目前在傳遞資料訊息到sink的能力 • 如果在Δ的時間間隔中沒有訊息傳遞(計時器到期)，其傳遞機率應該減少 0 < α < 1is a constant employed to keep partialmemory of historic status.

9. Message Fault Tolerance • 由於為了提高訊息傳遞機率，資料複製是必須的，但可能會造成多餘的訊息產生 • DFT-MSN協定引用了容錯的想法來限制訊息的複製，達到資料傳遞機率和傳遞開銷之間的權衡 • 每個資料訊息會具有一個容錯值，其值是根據所有感測器節點的傳遞機率來計算

10. Message Fault Tolerance • 訊息的傳輸 • 具有較小容錯的訊息總是在佇列的前面且第一個傳輸的 • 訊息的丟棄與刪除 • 佇列是滿的，容錯性較大的相對於在佇列最後的訊息，容錯較大者將被刪除 • 傳遞到的訊息或佇列中已存的訊息，容錯大於門檻值也會被刪除或丟棄，即使佇列不是滿的時候

11. The mobility model • 所有感測器節點的移動性是採用隨機路點移動(RWP)模型 • 包含暫停時間和移動時間 • 每當節點開始移動時，首先在區域範圍中選擇一個隨機的目的地，然後用等速度的方式移動到目的地，然後，到達目的地點，節點會停留在該位置一段的時間

12. The improved DFT-MSN • DFT-MSN的問題 • 傳遞機率更新 • 當感測器節點遇見另一具有較高的傳遞機率的感測器時，但他們之間只要沒有訊息傳輸，傳遞機率可能無法更新 • 感測器的佇列是空的、雙方感測器緩衝已有所有相同的訊息 • 因此，修改傳遞機率的方法，無論是否訊息傳輸發生，該感測器的傳遞機率將被增加

13. The improved DFT-MSN • 時間區間大小 • 假設一個具有高傳遞機率的感測器，其目前的位置是很靠近sink，並正快速的遠離sink。如果感測器的時間區間Δ是長，感測器將有一段時間保持高傳遞機率值，造成”欺騙”其他的感測器節點，因此該感測器的時間區間應該要較小，反之，如果正緩慢的遠離sink，時間區間應該要較大 • 因此，修改DFT-MSN，加入可變動的Δ作為到期的時間區間，讓感測器節點可根據他目前的移動速度所決定的 β is a constant parameter.

14. Simulation

15. Simulation

16. Conclusion • 我們提出了一種改進的DFT-MSN協定，進行了模擬並証明IDFT-MSN的有效性