病人数据优先级在身体的跨层设计的无线区域网络

文摘

身体在无线区域网络(WBAN),各种生物医学传感器(bms)部署监控各种生命体征的病人检测的异常生命体征。这些bms患者之前提前通知医务人员的生命进入威胁的情况。在WBAN,路由层通常认为相同的挑战,系统需要解决但WBANs的独特需求的新型路由机制完全不同于无线传感器网络的路由机制(轮)。插槽配置紧急和非紧急病人的数据的一个具有挑战性的问题在内部IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6 MAC提供服务超帧结构。类似地,内部IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6 PHY层提供服务也独特的约束来调节病人的各种生命体征数据连续和离散形式。无数的研究贡献了解决这些问题在WBAN上述三层。因此,本文提出一种跨层设计结构WBAN各种问题和挑战。此外,它还提供了一个详细的审查现有的跨层协议在WBAN域的讨论他们的优点和缺点。

1。介绍

每年,数以百万计的人患有慢性疾病由于卫生资源不可用时间1]。由于卫生资源差,无线技术一直刺激各种巨大变化在卫生部门,百时美施贵宝在哪里部署监控不同生命体征在病人的身体2]。植入bms(机身),可穿戴(对身体),和/或安装从病人的身体(off-body)中各种生命体征监测病人的身体如脑电图、心电图,肌电图,心跳、呼吸速率、温度、血压、血糖水平,精神状态,运行和走3- - - - - -5]。这些类型的bms与集中设备无线连接在一起,也就是说,身体区域网络协调员(银)3)或身体区域网络(禁止)6- - - - - -9)如图1。通常,病人数据分为四类,即关键数据包(CP)、可靠性数据包(RP),延迟数据包(DP)和普通数据包(OP) [10]。这四个类型的病人数据也被称为大自然的数据在WBAN [11]。CP是最关键的数据由低阈值的生命体征,如低心跳和呼吸率低;因此,第一个槽(频道)传输提供必要的医疗小组行动。RP是第二种类型的关键的病人数据,包含高阈值的生命体征如心跳和呼吸速率高。DP是非关键数据;因此,它被放在关键数据排名第三的位置类别。DP数据有一个音频/视频流的病人体检。OP放置在第四的位置包含常规数据等病人的身体的温度读数。银或禁令是百时美施贵宝的设备负责分配槽阈值的基础上。插槽配置是一个具有挑战性的问题在WBAN因为WBAN面临独特的约束,如升温在生命体征的监测,检测紧急数据和箱位分配的优先级的基础上,选择适当的路径传输数据,天线的信号强度有限,高能源消耗在对bms temperature-aware路径的选择和验证,更新路由表,流动性和安全性4,12]。这些具有挑战性的问题需要更高的关注解决问题。

跨层(13)是唯一的解决方案,所有类型的验证所需的服务路由层、介质访问控制(MAC)层,和PHY层在WBAN bms。此外,应用程序和传输层与路由,MAC层和物理层的TCP / IP协议层套房为了所有层之间建立一个连接数据传输(14]。跨层设计的目的并不是重新设计结构的TCP / IP协议但提供不同层之间的层间通信服务bms之间交换的信息。股票每一层不同的服务,如数据加密、数据格式,会话,会话维护和专用分配槽(带宽)对病人数据根据所请求的服务。

每一层的功能概述为无线通信提供了跨层设计。应用程序层提供数据格式,压缩和加密的端到端信息保持消息从完整性数据传输期间违反(15]。传输层连续和大量的病人数据分为不同模块的消息(数据)为了实现高可靠性的数据在传输过程中防止网络拥塞等巨大的心电图(数据包15]。网络(路由)层选择的bms最低温度,可以携带数据从源到目的地的最低能源消耗。这种类型的通信提供可靠的数据传输路径(15]。此外,它还提供了安全的消息在传输过程中支持IPSec协议(16]。MAC层提供了不同的调度访问方案,诸如contention-based槽分配、基于优先级的位置分配,相关和退避IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.16家庭(15,17,18]。PHY层使用相同的IEEE家庭的结构来提供各种服务,如传动功率强度、频道频率调制和数据速率适应无线网络(13,15,18]。做了很多的贡献WBAN跨层设计。提出各种关于WBAN现有研究的贡献在流动性方面,拓扑,延迟,能源消耗,病人数据分类频道(槽)分配非紧急和紧急数据,升温、路由表,选择最短路径的可靠性的基础上最低温度,和包交货率(PDR)。跨层设计的目的是展示如何调查各种路由的问题,MAC层和物理层层数据传输期间与他们所需的服务。

剩下的纸是构造如下:部分2提出了各种植入和可穿戴bms的功能。内部的信息共享,跨层和夹层的传感器是分为经理,Nonmanager,集中,和分布式的方法,目前在部分3。部分4提出了跨层设计的路由,MAC层和物理层层WBAN与他们不同的功能。部分5提出了各种研究的贡献已在跨层路由,MAC层和物理层层。部分6介绍了现有方案的比较研究。最后,部分7提出了本文的结论。

2。分类的病人的身体传感器

百时美施贵宝(包括生理信号和无线收发机19]。生理传感器监测不同生命体征的病人身体和监视的模拟信号转换成数字模式。数字化的数据转发到无线电收发机进一步传播银。将这些数据转发到银的医务人员通过公共交换电话网络(PSTN) [24]对生命体征情况必要行动。有两种类型的bms监控各种生命体征的病人的身体,也就是说,耐磨和植入式传感器如表所示1与他们的功能(19,20.]。可穿戴传感器连接在人体皮肤或放在人体监测血压等生命体征,脑电图、心电图,肌电图,和温度。植入式传感器植入病人体内,这种植入可以在病人身体的皮肤或组织。人工视网膜植入bms的例子,人工耳蜗,摄像药丸。表1描述了数据率、信号类型和拓扑不同的耐磨和植入bms的功能(19,20.]。

bms明星拓扑连接到银和银是百时美施贵宝负责分配渠道。这是一个具有挑战性的问题(25,26]:传感器可以使用路由,MAC层和物理层层分配第一槽之间的优先紧急病人数据异构的本质?例如,心跳传感器检测到低阈值(例如,20次/分钟)和温度传感器检测到正常的价值观。低阈值的重要标志是危及生命的情况下,它应该是第一优先传输相比,温度传感器(5]。这种类型的插槽配置紧急和非紧急病人流量是一个银的责任。处理这种类型的情况(27,28)是具有挑战性的研究差距在WBAN的跨层结构。因此,跨层结构分类传感器到经理的责任和Nonmanager方法和集中式和分布式方法(13,15,29日,30.]。这些方法用于TCP / IP协议套件分配槽在下一小节中介绍。

3所示。分类跨层设计的无线通信

TCP / IP协议套件包括五层,实现传感器节点和整个网络。现在,问题如下:(A)传感器内部如何利用TCP / IP的功能的五层信息共享?和(B)一个传感器可以使用五层分布在网络信息?回答问题(A),使用两种方法,即Nonmanager和管理方法(13,15,29日,30.]。以类似的方式,回答问题(B),使用两种方法,即集中式和分布式的方法(13,15]。这些方法在以下部分。

3.1。Nonmanager方法

Nonmanager法也称为intralayer法显示的广义结构传感器在跨层架构层直接互相分享信息(14]。进一步,该方法描述了应用层通信顺序与其他四层的TCP / IP模型信息共享,如图2(14,15]。以类似的方式,传输层也与网络共享信息,MAC层和物理层层(31日]。这个过程一直持续到传输数据。信息共享意味着什么功能需要传输紧急数据的每一层上的TCP / IP协议套件优先。

自顶向下的流程是由传感器节点传输数据而生成的自底向上流程时生成一个传感器接收来自其他传感器节点的数据(14,15]。因此,传感器接收数据从PHY层和移动到应用程序层。

3.2。管理方法

经理法也称为夹层法,提出了一个垂直平面(VP)层之间的资源共享15]。每一层都不能与其他层直接沟通,但每一层的帖子其服务(功能)副总裁,一个特定的服务保证用于特定目标,如图3(重绘(14,15])。例如,一个消息需要加密,数据格式,压缩算法,互联网协议版本4/6 (IPv4/6)地址,路由表,MAC层和物理层层服务可以确保在数据传输和接收32在副总裁的支持。不改变跨层TCP / IP协议栈的结构,但它在一个动态平衡的服务方法在不增加传感器节点的管理费用(15]。

3.3。Nonmanager和管理方法的比较

每一层处理控制信息、数据接收和传输Nonmanager方法直接从其他层(31日,33]。以类似的方式,管理方法也处理数据和控制信息的支持下副总裁(14,15]。如图2,应用程序层的股票信息服务所需的特定消息(紧急和非紧急数据)和其他层每一层访问信息和资源共享。此外,应用层服务去传输层接收消息的传输层增加了更多的功能从应用程序层。在这种方式,这个过程一直持续到到达PHY层和传送到接收方节点的信息。在经理的方法中,每一层不访问和共享资源(功能),但每一层提供了所需的功能的病人数据核心实体称为垂直面(VP)。副总裁运营和提供各种类型的服务层在数据传输和接收。两种方法的目的是不要修改结构的跨层结构中的传感器节点,但为了减少计算能力,存储开销和能量消耗的传感器(15]。

3.4。集中式方法

集中式方法包括着重多层次等级之间共享信息和资源网络中传感器节点如图4(一)(重绘(14,15])。0级通常包含一个集中的节点称为基站。集中节点负责插槽(渠道)分配的水平(较低)的传感器节点实时及时见水平1和2。着重多层次的分类的目的是同样的资源和作业分发给传感器节点。例如,[34]表明,不同层次之间的下行提出的跨层分配渠道或contention-based传感器传感器预先分配的时间。提出了一种cdma通信集中调度访问实时视频(35]。传感器节点进入不同层次的分类是基于他们所期望的目标。

3.5。分布式方法

在分布式方法中,每个节点将数据转发到目的节点直接或通过使用多次反射如图4 (b)(重绘(14,15])。然而,它已经注意到分布式方法降低了网络性能高的延迟,如果两个节点选择相同的节点进行数据传输和接收数据下降由于交通堵塞。

4所示。跨层设计的无线区域网络

跨层架构的目的是专注于各种类型的具有挑战性的问题,跟随他们的路由、MAC层和物理WBAN [4]。每一层都有自己的配置步骤来解决具体问题。例如,一条消息需要加密和数据格式,所以应用程序层提供这种类型的功能。本文提出一种跨层的广义概述在WBAN如图5在病人的身体覆盖着不同的bms和它们连接到明星拓扑(银36]。bms监控各种生命体征的病人的身体,心跳,呼吸速率,血压,温度、葡萄糖水平,脑电图、心电图,肌电图(19,20.根据病人的疾病)。监测生命体征的结果转发到银或禁止8)和银转发这些生命体征通过基站医务人员采取必要的行动。生命体征的传播上的优先需要路由,MAC层和物理层bms和银层服务。因此,本文将跨层设计分为三层,下面讨论。

4.1。网络层

图5显示不同的bms与标准下的银时,传感器的覆盖范围下,没有银交通传输;它可以使用一个单跳36]。此外,如果一个传感器距离的覆盖区域和/或银传感器包含一个最低能量传输数据,那么必须使用多次反射。基于多次反射传感器能耗最低相比基于单跳的。数据传输的传感器使用载波监听多路访问/冲突避免(CSMA / CA)和时分多址(TDMA) [27]。基于CSMA / CA的数据传输,每个传感器的支持下执行争用信道访问请求发送(RTS),清除发送(CTS)和Clear channel评估(CCA)。TDMA数据传输,整个通道分为银固定时间和分配通道的传感器传送他们的数据在指定的时间。CSMA / CA和TDMA的功能21比较和描述在表2。

contention-based传感器消耗高的能量的传感器相比TDMA消耗的最低能量。判断是TDMA访问计划分配预定义的时间,每天播发或者刊登传感器,传感器传输数据。然而,竞争最小化网络性能的高能源消耗、高延迟、数据碰撞和低数据可靠性和不适合在紧急优先传输数据(27]。tdma数据传输的数据包交货率高而CSMA / CA由于争用。TDMA访问计划的缺点是同步数据传输之前,CSMA / CA不需要这种类型的服务(21]。

以下4.4.1。分类的病人数据

在文学,病人数据分为CP, RP, DP, OP (10,37,38]。CP和RP紧急数据而DP和OP非紧急数据。CP包含低阈值等生命体征的心跳和呼吸速率较低,低而RP包含高阈值的生命体征如心跳和呼吸速率高。OP和DP包含温度读数,病人身体的血糖水平,等等。已经注意到在WBAN所有四种类型的病人数据执行竞争接入信道,降低网络性能的更高的数据碰撞和高数据可靠性较低的延迟,和传感器消耗高的能量(27]。基于紧急bms应该分配专用插槽没有争用为了减少解决问题的挑战性问题对病人数据在WBAN [39]。

4.1.2。基于Temperature-Aware路径选择

每个BMS不断更新的信息关于邻居BMS的路由表,包括hops-count到目标节点的数量,可用能量,中间BMS的升温。在数据传输之前,发送方BMS验证升温、啤酒花和能级的BMS的路径。如果中间BMS的温度高于指定的阈值,那么这个百时美施贵宝(整个路径)将不会使用这个中介的路径进行数据传输。高气温升高所导致损害身体的组织和皮肤在发现生命体征的监测和传输40]。原因是高射频(RF),生物传感器天线,和传感器电路监测和传输过程中产生高温生命体征。因此,(40)使用特定的吸收速率(SAR)之前的测量温度的选择路径传输数据如下所示: 在哪里用于传输电加热。用来找到密度的组织和水平是用来测量辐射值电场在病人体内。

如果温度水平的BMS小于指定阈值和能量传输数据是不够的,在这种情况下,发射机BMS更新路由表并选择另一个传感器的路径选择[41]。跨层的例子DMQoS [10),框架QoS-aware路由协议(42,43]。然而,这个过程需要更高的时间选择的路径不可接受的威胁生命的生命体征和百时美施贵宝高的能量。

4.2。MAC层

MAC层起着重要作用在减少能源消耗的bms。为此,MAC层使用减少工作周期,减少了能源消耗的百时美施贵宝在接入信道争用(44]。IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.15.1家庭(45)不能监控各种生命体征的病人的身体。因此,内部IEEE 802.15.4 MAC超帧结构提供服务是用于各种生命体征的监测能力(46),最近被称为内部IEEE 802.15.4 WBAN提供服务。此外,介绍了MAC的超帧结构内部IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6提供服务局限性下面。

4.2.1。准备内部IEEE 802.15.4 MAC提供服务超帧结构

内部IEEE 802.15.4 MAC提供服务包括超帧结构灯塔,争用期(CAP)的访问,争用空闲时间(CFP),和不活跃的时期(IP)如图6(重绘(46])。所有bms植入病人体内或表面附着在病人身体如图5的监督下银。内部IEEE 802.15.4 MAC将病人数据分为正常提供服务周期,和紧急数据和这些数据在WBAN被称为病人数据的性质(46]。正常的数据包含病人身体的温度读数。周期性数据包含血压和血糖而紧急数据包含低或高阈值的生命体征。

银广播网络中所有bms的灯塔,包括能源和银的信息同步。所有bms执行上限时期接入信道争用。帽时期使用CSMA / CA访问每个BMS执行方案和RTS, CTS和CCA在数据传输之前。分配CFP银槽中的那些获得bms频道访问限制。CFP插槽是基于TDMA方案的访问,并且这些槽保证时段(gts)传送患者数据。IP用于节约能源没有活动时被执行。内部IEEE 802.15.4 MAC超帧结构提供服务的缺点是它不能用于紧急数据,所有类型的bms执行竞争接入信道,不区分紧急和非紧急数据。此外,每个传感器使用RTS, CTS和CCA访问有限的16槽,降低了网络性能高的延迟在接入信道争用,高数据碰撞,和高能源消耗。由于这些缺点,许多研究贡献了解决具有挑战性的问题和修改内部IEEE 802.15.4 MAC超帧结构,如R-MAC[提供服务47],HEH-BMAC [48,49]。

4.2.2。IEEE 802.15.6 MAC超帧结构

IEEE 802.15的工作小组于2006年决定设计一个低功耗传感器监测患者的生命体征,运动员在他们的活动以最小的能源消耗。为此,IEEE 802.15组,称为任务组6 (TG6),在那里他们宣传的初稿在2012年与信息设计的MAC层和物理层层框架结构(3]。

图7显示了包含IEEE 802.15.6 MAC超帧结构灯塔,独占访问阶段(EAP-I / II),随机访问阶段(RAP-I / II)、i型/二世,和争用访问时期(帽)(3,50]。银广播一个灯塔信息网络的同步时钟bms。CSMA / CA和槽夏威夷访问计划中使用IEEE 802.15.6 MAC。EAP-I和EAP-II而用于携带应急数据RAP-I RAP-II,和帽用于携带正常的数据。i型表示紧急数据而ⅱ型显示正常的数据。

IEEE 802.15.6 MAC相同的缺点是高能源消耗的百时美施贵宝在接入信道争用,影响性能的低数据可靠性高的延迟和高能源消耗。进一步说,没有这样的规则定义,可以协助紧急bms为基础分配专用插槽。

4.2.3。内部比较mac的IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6提供服务

内部IEEE 802.15.4无线传感器网络(WSN)和IEEE提供服务(WBAN)的802.15.6无线人体局域网功能传感/监测和检测所需的环境事件的事先通知政府有关的结果。因此,本研究比较内部IEEE 802.15.4 MAC和IEEE 802.15.6 MAC提供服务与各种参数(22如表中所描绘的一样3。传感器网络是用来检测一个事件从环境探测地雷的战场,管道泄漏,和房间的温度,而WBAN用于监控各种生命体征的病人和运动员20.]。WSN的传感器是100米的覆盖范围比WBAN的bms区域覆盖范围2 - 5米。WSN支持65000传感器网络中虽然WBAN支持256 bms。WSN传感器能量消耗最大的局限性WBAN BMS消耗最低能源已观察到在定期监测生命体征的睡眠模式。然而,一个传感器的责任周期减少了能源消耗(27]。网络的传播介质是空气在WBAN人体使用,也就是说,组织和皮肤。传感器网络传感器不使用SAR (40),因为它不需要外部环境(例如,战场),生物医学传感器使用SAR [40)测量温度水平的生物医学传感器监测数据的传输之前到目标节点。内部IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6 mac提供服务都是几乎相同的访问计划如CSMA / CA、TDMA和割缝迎宾信道争用和数据传输。在WSN较低的控制开销相比WBAN高费用。原因是WSN数据用于均匀自然而WBAN用于异构病人数据的性质。讨论以内部IEEE 802.15.4 MAC提供服务这一事实提供了各种所需的功能在健康领域将由底层IEEE 802.15.6 MAC WBAN提供。例如,[51)提高内部MAC IEEE 802.15.4超帧结构最低能源消耗,提供服务和49关注病人的紧急数据。

4.3。物理层

物理层提供了功能激活和停用的无线电信号传输数据的传感器,信号调制效率,控制和数据帧的发送方和接收。介绍了物理帧结构的内部IEEE 802.15.4(提供服务52]和IEEE 802.15.6 [3在接下来的部分。

4.3.1。内部IEEE 802.15.4物理层提供服务框架结构

内部IEEE 802.15.4物理框架结构由提供服务PHR萎缩,和PH值负载如图8(重绘(52])。的月由“序言序列”和“帧定界符”的开始。的PHR包含“帧长度“而PH值负载包含“帧控制,”“数据序列号码,”和“帧校验序列。”

序言序列占4个字节和银时使用广播消息的同步与传感器网络中。的的开始帧定界符显示帧的开始到接收节点在接收端和内部占据1字节802.15.4 PHY层头提供服务。的帧长度表示框架的总长度和占用1个字节。每个传感器传输通道请求到银和银回复更新确认下通道状态是否堵塞或免费的交通堵塞。这个过程是验证框架控制头的物理层储备2字节。此外,多个传感器与使用De-MUX-ID和传送数据共享一个频道。因此,数据序列号计算接收到的帧的数量和其他传感器数据之间的区别。它占据1字节的物理帧结构。帧校验序列(FCS)在传输过程中保持帧的完整性,它使用2字节。发送方传感器目标帧的生成一个散列值,高度生成的散列值的消息,和传送到接收器传感器。在接收端,接收方收到消息的传感器还生成散列值并比较收到散列值的信息。如果消息的散列值匹配,然后接收者接收消息; otherwise, it drops the received message as the message integrity has been violated.

4.3.2。IEEE 802.15.6物理层

的责任IEEE 802.15.6物理层是激活和停用无线电信号的天线和使用CCA之前预订频道(3]。因此,IEEE 802.15.6将物理层分为窄带(NB),人体通信(HBC)和超宽带(UWB) (3]传送患者数据。NB的物理层的传输数据的主要选择长途通信而超宽频的第二选择是短程通信。介绍了三种类型的数据传输下面。

(一)IEEE 802.15.6 NB物理层。IEEE 802.15.6 NB PHY提供数据传输/接收的功能,听英吉利海峡,并执行CCA在数据传输之前,激活和失活的无线电信号。NB PHY由物理层收敛过程(PLCP)序言,PLCP头和物理层服务数据单元(PSDU) [3]。PCLP头部协助恢复受损的消息和数据包检测的内容并提供了在接收端同步。PCLP头使用不同的调制和解调技术信号微分8-Phase-Shift键控(D8PSK),差分二进制相移键控(DBPSK)和微分求积相移键控(DQPSK) [3]。

(b) IEEE 802.15.6 HBC物理层。HBC PHY层使用静电场通信(EFC)进行数据传输。包结构包括PLCP序言,开始帧定界符(陕西林业局)PLCP头,PSDU [3]。此外,不利于使用gold-code生成器和生成一个64位代码PLCP序言和陕西林业局。序言已经使用了64位码同步的四倍。陕西林业局通知接收者的新框架和检测新框架的起点。序言标题传播与频移的代码(FSC)的支持。PCLP头还包含试点信息和循环冗余Check-8 (CRC-8)。飞行员信息相同的功能作为陕西林业局和插入比特的帧同步发射机和接收机之间的传感器。CRC-8是用来检测一个错误在接收端接收到的帧。

(c) IEEE 802.15.6超宽频物理层。超宽频用于短距离通信,设计了对身体传感器。超宽频物理层的设计非常低复杂性、高性能和低功耗相比NB和负担沉重3]。超宽频的框架结构包括同步头(月)、PHY标题(PHR)和PSDU [3]。此外,月包含两个子字段的序言和陕西林业局。PHR加密发送消息在传输和消息传输整个PSDU向接收节点。

表4显示各种调制技术用于超宽频PHY:调频(FM)超宽频脉冲无线电(IR)超宽频(23]。超宽频PHY使用11通道,这些通道是集成到低波段和高频带(23]。低波段使用三个频道(0 - 2)和高频带使用8通道(3 - 10)。每个通道的带宽为499.2 MHz。低带宽的频率是3494.4 MHz, 3993.6兆赫和4492.8兆赫,高带宽的频率在6489.6 MHz, 6988.8 MHz, 7488.0 MHz, 7987.2 MHz, 8486.4 MHz, 8985.6 MHz, 9484.8兆赫和9984.0 MHz (23]。

5。跨层协议

跨层协议提供多层次跨路由功能层,MAC层、层和物理层层在WBAN [53]。跨层的目的是吸引注意力向所有三层的具有挑战性的问题,例如,如何分配优先紧急数据高可靠路径路由层以及如何分配槽等的MAC协议类型的问题。因此,跨层协议的以下目标:(我)选择最短的和可靠的病人数据路径的成功交付到目标节点。(2)选择路径基于节点温度和住宅的能源。(3)关于路径更新整个网络的路由表的细节,能量和节点的温度。(iv)Load-aware网络中数据传输。(v)分类的病人数据根据目标的性质。(vi)名额分配在紧急的基础上MAC层节点。(七)利用节点的论点和预先分配槽方便的方式。(八)节点远离协调员必须意识到这种类型的情况和使用继电器节点之间的数据传输传感器节点和协调器。(第九)的节点作为中继节点发送方和接收方节点之间当一个信号变得虚弱。(x)窄带(NB)和超宽带(UWB)减少信号衰减和研究者应该用于病人的数据传输。(十一)使用周期减少能源消耗,减少排队过程,基于优先级的名额分配,以及基于温度的路径选择。

三层WBAN中提供这些功能。此外,介绍了各种研究贡献了跨层的下面。

黄蜂(无线自动生成树协议)是跨层协议和使用MAC层和路由层实现multihop-counts通信以最小的能源消耗比单跳通信(54]。拟议中的协议(54)是用于intrabody通信,由6步骤如下所示:(1)为网络中节点分配地址。(2)每个孩子的监督下水槽,黄蜂方案与数据传输插槽。(3)静止期的孩子接收数据从低树子节点。(4)孩子将接收的数据转发到父节点和父节点传输数据到目标节点。(5)新节点使用争用一个通道请求计划信息。(6)确认是用于验证数据传输和包括ACK-0,这意味着数据没有收到,和ACK-1,这意味着数据。

水槽/父节点将时段划分为固定数量的插槽,以发送和接收数据。在数据传输过程中,树中的父节点听孩子谈话,同样孩子也听父母的谈话(54]。新节点加入父网络计划的消息。父节点消息不回复计划一个新节点的父节点是忙于其他节点的数据传输。这个消息的无知的目的不是降低网络的性能而言,延迟高、低数据可靠性和高能源消耗的节点。当所有数据传输完成后,一个新节点可以连接网络。然而,没有任何机制可以在这个方案避免数据包的碰撞。如果父母/孩子不及时回复””,父母/孩子认为父母/节点网络。节点地址由6位为大、可伸缩的网络是不够的。如果一个节点收到损坏的包从传感器节点,然后有一个限制在本协议如何告知传感器节点的破坏包为了重新发送它没有被认为是在这个WASP计划(54]。

的级联控制与分布式的访问信息检索的任务(蝉)[55)协议提出和相同的帧格式,内部在IEEE 802.15.4 MAC提供服务。该协议使用树状拓扑和树中的每一个孩子节点就像subchildren节点的父节点,这个过程取决于密度水平的树。进一步说,拟议中的协议将槽划分为不同的插槽和两次循环使用”控制子循环”和“次循环的数据。“这两次循环使用之前分配时间槽subparent节点和他们的孩子。的控制子循环方案来自于根孩子和父节点数据子循环计划来自孩子的父节点。的目的控制子循环是允许孩子节点传输数据和关闭后的信号数据传输控制方案。的数据子循环包含总长度,树的深度,和数据段。的总长度用于所有节点发送他们的方案槽预订时树的深度用于树的长度。的数据段用于接收数据从他们的孩子到其母而等待期用于关掉无线电信号,当一个节点在等待状态。如果一个新节点加入网络,它必须将“计划”消息发送到父节点。然而,如果新节点不发送数据包/你好包,然后控制封包父节点的执行两个或两个以上的连续周期验证特定节点的可用性。这些连续的周期后,新节点的父节点认为已被分离从网络或错误的。同样的情况也发生在父节点。如果父节点没有回复在2个或更多的连续周期,认为一个父节点离开了网络,一个孩子必须作为一个父节点。这个协议的好处是一种节能的方法和分配资源共享方式在整个树。

的时区协调睡眠调度(能量)协议提出了(56为多次反射通信)。提出V-Table协议维护信息的发送方和接收方数据,关闸的无线电信号不传输数据,当一个节点地址分配给节点,传播计划,和整个网络分成不同的时区。所有这些类型的信息表5传播给他们的孩子在树上的支持下一个网关或父节点。此外,个人区域网络协调器(PANC)作为网关收集的数据全功能设备(FFD)和减少功能设备(FFDs)已被用于网络。内部IEEE 802.15.4 MAC提供服务有以下限制(56)提出:(一)设计为单跳通信的概念一个父节点和儿童。(b)没有可扩展性支持大型网络的组合多个明星拓扑。(c)基于集群的明星拓扑创建重叠问题在数据传输期间产生干扰和高中的一个数据包碰撞。(d)节点消耗高能源由于争夺槽帽。(e)内部MAC IEEE 802.15.4,提供服务使用64位地址而提出能量协议使用16位短地址。

拟议中的协议(56)是梅林(57)分配时区的概念网络节点。此外,该协议提供了三个独特的特性使它可行的实现传感器病人体内如以下所述:(1)所有节点必须确保在正确的时间醒来传送或接收数据和能耗最低。(2)检测数据包的重叠区域由于隐藏节点问题。(3)选择可用路径之间的最短路径附近PANC包传输或网关。

上游、下游和当地广播数据包提供分配缓冲区先进先出(FIFO)的政策。在上游广播,从近源数据包传输到网关。在下游广播,数据包来自低时区节点密度上的时区节点密度和进一步的数据包传输到网关。当地中的节点广播发送或接收来自网络的信息。然而,这个提议的协议(56)不关注高温路线和节点/父母离开网络而不通知特定的节点。V-Table创建开销为节点的选择路径和数据传输。

QoS-aware路由框架的提出将基于QoS的设计路线,连接安装和维护和保证高优先级的数据包传送和意愿的一个节点转发数据包的路由器(42]。因此,拟议的框架包括一个应用程序编程接口(API), QoS指标,数据包排队和调度,系统信息存储库如图9(重绘(42])。系统的API与不同的选项提供随需应变的QoS。的QoS指标提供四种类型的QoS(我)QoSMetricsSet(二)SendPacket(3)RecPacket,(iv)承认和服务水平。此外,QoSMetricsSet提供服务的端到端分组交付和消耗节点的最低能量。的SendPacket包含发送方和接收方id、数据优先级计划,和负载信息。的有效载荷数据获得的数据有效载荷包的支持RecPacket(收到包)函数。的承认和服务类型是最后的子模块旨在通知应用程序用户的网络条件。第二个主要模块路由服务建立和维护用户和之间的会话也告诉你的邻居节点的发送者的地位。执行维护会话的数据包队列和调度模块将包划分为不同的八个优先服务。这些优先级服务提供的数据包的有效载荷。最高优先级数字7和8。这两个数字分配给病人最关键的数据包。优先服务从1到6被分配到不同的包,可以正常数据,按需服务,和文件上传,等等。的系统信息存储模块维护网络的链路质量并保持活跃的某些节点传输一个高优先级的数据。然而,这种方案(42)消耗了大量的能源的节点在不同的信息交换和其他节点数据下降。此外,本方案也不考虑能源消耗和数据可靠性,降低了网络性能的高数据传输延迟。

网络中所有节点的性能增强的高数据可靠性和节能路径最短的是一个挑战性的问题。因此,拟议的协议,Biocomm协议,提出了跨层设计消息传递接口(CMI) (58]。CMI提供路由和MAC层之间的功能连接的中间路径来交换信息被描述在以下:(我)在数据传输之前,CMI表明高温节点和线路(例如,热点)。(2)CMI减少节点的能量消耗的关掉他们的无线电信号。(3)CMI保护在数据传输网络数据拥塞。

缓冲区空间(BS)内存是不够的在网络层,如果是用于存储大量的数据。因此,路由层的BS将接收的数据转发给BS的MAC层,使网络从数据拥堵,避免数据下降,并分配一个可靠的路径数据如果是一个高优先级的数据。MAC层使用MAC逻辑,让不活跃状态的节点活着或消耗最少的能源。因此,节点状态信息转发到网络层和CMI接口的支持。之前数据传输到目标节点,节点验证发送方通道从去年积极节点可用性(LA)消息。Biocomm-D是扩展版的Biocomm [58),其目的是照顾对延迟敏感的医疗应用程序数据。然而,该协议(58)面临着一个很大的延迟由于控制消息,验证的能量,和温度的整个路径为高优先级数据是不可接受的。

紧急数据优先级重新分配的带宽比非紧急的数据网络。紧急数据带宽的分配取决于住宅能源的传感器。因此,(59)提出了基于自适应路由和带宽分配协议跨层包括四个阶段拓扑发现,节能意识的路由,带宽分配,和负载平衡路由。每个传感器广播你好消息的邻居发现传感器节点的区域拓扑发现阶段考虑信息和维护一个邻居表的连接请求,数据传输,连接终止。发送方传感器选择那些有高的传感器住宅能源和最短hops-count协调员。这两个参数中使用路径能量。的带宽分配阶段分配名额优先,低/高阈值(紧急数据)首先与温度传感器数据(非紧急数据)。在这种特殊的情况下,紧急数据分配一个高带宽和终止非紧急数据在传输过程中下沉。接受和nonaccepted消息中使用负载平衡路由阶段传感器可以接受其他传感器的请求转发数据向下沉。接受和拒绝的请求是基于相关传感器和能量水平也取决于生命迹象的情况如上所述在亚60]。然而,这个拟议协议的能耗59)高的路线选择和维护的表会降低网络的性能高的延迟数据可靠性较低。

无线电台模块是最能耗组件在无线传感器。MAC层可以减少传感器使用的能源消耗减少工作周期。因此,基于本研究的跨层(61年)提出了控制锁相环路(CPLL)和CPLL自动重发请求(P-ARQ)方法。CPLL增加了频率补偿(FC)模块,可以减少从睡眠状态状态转换到Tx / Rx状态。FC模块与电压控制振荡器(VCO)模块设置传感器的频率。此外,P-ARQ [61年)使用三方握手之间建立连接传感器和掌握传感器的奴隶网络初始化阶段。MAC头使用PPL锁和PPL计数锁定连接和传输/接收帧数一数。传感器的能量消耗最小化在拟议的方法由于TDMA访问计划。然而,这个计划还没有调查延迟,包交货率,和基于优先级的插槽配置紧急和非紧急数据。

帧重传时由于三种类型的问题,如下:(i)如果多个传感器同时传输数据相同的接收机,(2)隐藏设备问题(黄芪丹参滴丸),例如,传感器“C”接收来自传感器的数据“A”和“B”,而传感器A和B都不知道彼此在数据传输过程中,和(3)当接收机接收到的数据信道衰落的问题是不可接受的接收者(44]。由于这些缺点,44)提出了一种算法,检测到一个错误的传输帧PHY层内部IEEE 802.15.4并通知发送者提供服务的错误。发送方的过程从MAC层帧重传。此外,该算法是跨层判断方案(CL-JS) [44),它使用的能量检测(ED)和平均计数数量(ACN)参数,证明其错误原因和损坏的帧重传。这两个参数是在接收端使用。ED检查通道(信号)的力量和通道的变化而ACN试图纠正错误的接收到的帧。此外,该算法使用四个步骤来调查框架中的错误(44)如下:(1)如果(ED≥)& & (<),然后框架是接受和发送方传送它内部帽的IEEE 802.15.4 MAC提供服务。(2)如果(ED <)& & (<),然后框架是接受和发送方传送它内部帽的IEEE 802.15.4 MAC提供服务。(3)如果(ED <)& & (≥),然后帧传输失败由于信号衰落和发送方重新传输帧IEEE802.15.4 CFP的MAC。(4)如果(ED≥)& & (≥),然后由于碰撞帧传输失败/黄芪丹参滴丸和发送方重新传输帧IEEE802.15.4 CFP的MAC。

然而,该算法(44)降低网络的性能而言,高能源消耗的传感器的帧中继为紧急数据是不可接受的。

具有挑战性的问题是如何定义这些传感器的最短路径距离协调器。工作(4)提出了一种算法,称为“反向路由树的配置。”At the beginning of communication, the coordinator broadcasts a beacon message to all sensors in the network. The corner sensors in the network accept only the beacon message from the nearest sensors and make an association with them for data transmission and reception. Through this process, the whole network becomes convergent. The patient data are classified into emergency data (EM), delay-sensitive (DS) data, and General Monitoring (GM) data. In the routing layer, the coordinator preempts the DS and GM data for EM data if the coordinator receives it, and if there is no path for data transmission. The EAP-I, EAP-II, and type-I are subfields of IEEE 802.15.6 MAC and are used for emergency data, whereas RAP-I, RAP-II, CAP, and type-II are used for DS and GM patient data. The Remaining Time (RT) scheduler is used for transmitting DS and GM data which have been preempted earlier for EM data. The Packet Delivery Ratio (PDR) of sensors is acceptable in terms of reliable data transmission. However, the preemption of DS and GM data for emergency data consumes a high amount of energy which degrades the network performance in terms of high delay for emergency data.

M-ATTEMPT的改进版本62年)是可靠性Enhanced-Adaptive阈值基于热意识到节能的多次反射协议(RE-ATTEMPT) [63年]。拟议中的协议检查路径损耗和能源消耗。拟议中的协议使用四个阶段的路由协议来减少M-ATTEMPT协议的缺陷。第一个阶段是初始化阶段在所有节点广播消息“hello”与所有邻居节点交换信息在网络和下沉。这条信息的目的是确定最短路线的目的地为高优先级的数据包在传输过程中。第二阶段是路由阶段紧急数据(高优先级的数据包)是直接传输到水槽或使用最短跳数路径。例如,这些节点可以发送紧急和正常数据的直接沉下的直接覆盖范围。这些节点离水槽节点和他们想要传送紧急数据。这种类型的传输的选项是,他们必须通过中间节点传输数据到水槽如果中间节点是活动的。否则,他们必须传输紧急数据的水槽直接消耗大量的能量。此外,正常的数据是通过相同的上述的方法。第三个阶段是调度阶段和它包含TDMA访问计划。这个方案是用于正常的数据传输而紧急建立传感器执行竞争争用空闲时间(CFP)的MAC层传输数据。最后一个阶段是数据传输阶段用于分配槽节点之间碰撞,防止数据节点。然而,拟议中的协议消耗高能源和降低数据如果水槽和传感器包含最低能量传输数据。这个方案的另一个限制是,它不考虑生命体征的低/高阈值。

基于能源和QoS-aware ZEQoS [43]提出了路由协议并与LOCALMORE [64年]和DMQoS [10分类的病人数据,可靠的数据传输,能量消耗。拟议中的协议的能耗很高但与EPR相比,QPRD和QPRR协议非常低。此外,病人数据已经在这个协议分类为普通包(OPs),对延迟敏感的数据包(dsp)和可靠性敏感包(负责)。拟议中的协议计算的通信成本,端到端延迟,和之前从源到目标节点的数据传输可靠性。这些参数有助于提高网络的吞吐量。拟议的框架(包括MAC层和路由层模块43]。MAC层包含的模块MAC接收机,可靠性模块,延迟模块,和MAC发射机而网络层模块包含数据包分类器,你好,包,路由服务模块。的MAC接收机模块接收“你好”或病人数据,并将其转发给相关模块的网络层。的可靠性模块传输的数据包数量更新的柜台和承认发送节点和目标节点。的延迟模块MAC层的分配一个信道带宽病人数据。的MAC发射机接收病人分组,你好包。此外,MAC发射机将这种类型的数据转发到MAC层和传播政策使用FIFO CSMA / CA的支持。所有这些类型的信息来自网络层。网络层划分为不同的服务数据包分类器、路由服务模块(RSM),你好协议模块,QoS-aware队列模块(QQM) [43]。的数据包分类器收到你好包和患者的数据MAC接收机,并将其转发到服务模块。如果包包含一个hello消息,然后转发给你好包模块;否则,它是转发到路由服务模块。的路由服务模块将患者数据分为四类作为上述并更新路由表选择一个efficient-QoS邻居节点的路径。的你好协议模块有助于创建你的邻居表和网络中广播你好消息。最后一个模块是QQM这个模块知道第一优先DSP,第二优先级是负责和第三优先级是为分配槽OP。然而,该协议(43)之前使用RTS和CTS控制消息数据传输,降低了网络性能的高较低的延迟数据可靠性和长标题节点在数据传输。

基于跨层的thermal-aware multiconstrained intrabody QoS(TMQoS)路由协议提出了(65年)减少延迟为了实现高数据在数据传输可靠性。这些问题发生的由于高升温,降低了网络性能。拟议中的协议(65年开发路由体系结构和它与路由层和MAC层交互,如图10(重绘(65年])。生物医学传感器植入病人体内,与身体协调器(BC)通过多种路径。如图10,MAC接收机模块接收到信标消息从邻居传感器,并将其转发给路由表的构造函数每一个传感器。的路由表的构造函数包含延迟信息,可靠的路径,hop-counts BC,近半年的中间传感器。的延迟估计量从中间传感器模块措施推迟到目的地BC。的可靠性估计量而模块措施QoS的链接温度估计量模块测量传感器的升温。这三个模块更新路由表的传感器和广播灯塔表构造函数所有的邻居传感器通过信息MAC发射机模块。在这个阶段,传感器是熟悉的推迟,可靠和升温中间传感器并选择最优的路线。此外,QoS-aware数据包分类器模块接收来自上层或生命体征数据MAC发射机。这个模块将病人数据分为C1, C2, C3和C4。C1是最高优先级数据和不能推迟它如脑电图、肌电图,和心跳。C2的数据是第二优先级数据可能包含病人的呼吸速率阅读。C3第三优先级数据和数据包含视频/音频流而C4第四优先级数据和包含温度读数。的QoS-aware数据包分类器模块转发这四个类型的患者数据multiconstrained QoS-aware线路选择器模块,这个模块选择最合适的航线作为上述三个模块。在那一刻,选择器模块传输数据multiconstrained QoS-aware排队和队列模块维护延迟限制包(又)队列为C1和C3病人数据,分别Nondelay限制包(NDCPs)队列维护C2和C4病人数据,分别。最后,通过传输数据MAC发射机模块。然而,拟议的路由体系结构(65年高能源消耗的传感器在验证的升温和可靠的数据传输路径的选择。这些因素增加延迟很高,他们有缺点紧急数据来验证每次这些元素在数据传输之前为实时数据是不可接受的。

跨层机会MAC /路由(COMR)协议提出了减少能源消耗在数据传输的节点,增加包交货率(PDR)与最低的端到端延迟66年]。因此,拟议中的协议使用中继节点传输数据包的支持下一个计时器。计时器是基于接收信号强度指示(RSSI)和住宅选择的节点作为中继节点的能量。对于数据传输,提出了协议引入了四种类型的握手机制,分布帧间间隔(dif), RTS, CTS,确认(ACK)。发送方节点不能争夺一个通道,必须等待dif之前传输的数据包是否空闲频道。在成功完成这个过程,发送方节点竞争信道并执行许多退避如果信道忙。在这个频道竞争,发送节点传输RTS数据包,并等待一个计时器。计时器计算竞争时期,发送节点的等待期RTS和CTS消息,和RTS的传播延迟和CTS消息。然而,这个拟议协议的能耗66年是高如果有效载荷的大小增加;例如,报告生成的长一个心电图在传输过程中需要大量的时间。这个提议的PDR协议降低是由于基于定时器的中继节点选择消耗大量的能量。这些元素降低网络性能的低数据可靠性和高不适合病人数据延迟。

一种自适应路由和带宽分配协议(亚)26)提出研究问题的能源消耗和感官数据分配带宽。该协议包括四个阶段拓扑发现、路由树建设、能源利用速度和带宽分配,和负载平衡路由和能源使用(26]。在拓扑发现阶段,每个节点与网络中其他节点的交流你好消息创建注册表。注册表的信息节点建立连接的连接请求,数据传输,连接终止。在建设节能意识路由树,高住宅能源节点选择一个中间节点(继电器)禁止源节点发送的数据。高带宽分配的优先级,优先级高的数据执行率和带宽分配的阶段。此外,这个阶段终止高带宽的分配从低优先级数据如果高优先级数据需要大量的带宽。最后一个阶段是负载平衡路由和能源使用选择节点根据其数据和高住宅能源的重要性。然而,该协议(26)消耗了大量的能源的节点在选择中间节点的数据传输和发现的整个拓扑。此外,该协议终止数据传输的低优先级数据的到来高优先级数据。这个协议的另一个缺点是不关注改变拓扑结构的不可接受的高优先级数据的数据可靠性、低延迟高,高能源消耗的中间节点。

有三种类型的具有挑战性的问题,发生在从源节点到目标节点数据传输病人体内的热点问题在传感节点病人生命体征,对感知数据传输的禁令升温的环境组织和身体的皮肤,和高能源消耗。这些问题降低网络性能的低数据可靠性高的延迟和吞吐量。为了克服这些问题,67年)提出了一种thermal-aware QoS路由协议(TLQoS)第二层和第三层模块化的体系结构。拟议中的协议将病人数据分为关键(Cr)交通、延迟约束(Dc)交通、可靠性约束(Rc)交通和常规(Rg)流量。Cr感官数据可以更低的延迟和更高的可靠性,如心电图,脑电图。直流感官数据可以损失等及时短时间内病人数据为基础的音频/视频。Rc感官数据需要更高的可靠性等及时呼吸速率而Rg感官数据并不限制延迟和可靠性,如温度和血压。此外,第三层组成延迟模块、可靠性模块、温度模块、和队列管理器。以类似的方式,第二层包括MAC接收机,延迟估计量,可靠性估计量,温度估计量,和MAC发射机。的延迟模块用于传输Cr和直流流量。这两种类型的流量取决于啤酒花的数量如果啤酒花的数量超过了特定的啤酒花。这种延迟模块还可以保护病人流量循环。的可靠性模块用于Rc和Cr流量。这个模块保护两种类型的病人流量从大量hops-counts热点航线,以及前端传感器数据的交换与传感器数据。的温度模块遵循相同的规则延迟模块和可靠性模块并用于携带Rg流量。的温度模块选择这些节点的数据传输,最低最低hops-count上升和水分。的队列管理器第三层第四模块,它将缓冲区分为DCR和中移动。DCR缓冲区使用Cr和直流交通而RQ缓冲区占用Rc和Rg流量。第一个模块层2延迟估计量和它选择对延迟敏感对Cr和直流交通路线。的可靠性估计量尝试失去的最低包和它使用窗口意味着使用EWMA方法计算的可靠性。的温度估计量使用特定吸收率(SAR) (68年)测量辐射水平的组织植入传感器。的MAC接收机和QoS-aware数据包分类器让你好包和数据包之间的差异。你好包通知禁止网络状态而数据包包含病人流量。拟议中的协议是丰富的模块提供不同的服务,病人数据。然而,每个模块在这个拟议中的协议创建一个高的延迟期间验证模块的条件和高的能量消耗降低性能的传感器网络延迟高,能耗高。

跨层协议的目的是为路由设计特定的任务,MAC层和物理层层等实现高效的网络而言,减少能源消耗和延迟,实现高数据可靠性和分配第一槽紧急数据相比,非紧急数据。因此,本文介绍了各种研究贡献了跨层协议设计。表5介绍了现有的协议的总结在流动性方面,拓扑,延迟,PDR、能源消耗的比较研究。

6。比较研究

本文比较了现有的跨层协议的分类的病人数据,流动性,拓扑中,平均延迟,包交货率(PDR)和能源消耗如表所示5。黄蜂(54)计划使用固定一个时间段来传输数据,但是由于无限的资源能源消耗高提供随需应变的节点。此外,(54)不支持端到端交付数据包。它不提供确认损坏的帧的发送方节点但它允许一个新的节点加入网络,现有的跨层协议不可用。然而,限制是一个节点可以随时离开网络而不通知网络。蝉(55)是黄蜂的增强的类型(54),它使用“等待期”时请勿无线电信号节点处于等待状态。因此,能源消耗的55是平均(媒介)相比54]。两个方案(54,55)有同样的问题当父母/孩子节点赋予网络没有通知节点负责。内部IEEE 802.15.4 MAC提供服务有许多具有挑战性的问题,讨论了能量(56]。它遵循时间段安排梅林的概念(57)中所有节点必须确保在正确的时间醒来发送/接收数据并保存能量。工作(56提供更好的结果在能源消费和数据包传输的延迟(PDR)相比55]。这个方案的能耗42)是主要的缺点,降低了网络性能更高的延迟和更低的数据的可靠性。Biocomm的建议的体系结构58是路由和MAC层,两层通过CMI相互通信。工作(58)使数据远离拥挤的节点,避免下降的数据,和分配一个可靠的路径数据如果较高优先级的数据。此外,(58]表明热点节点和链路数据传输之前相比(54- - - - - -56]。比较Biocomm [58][54),这两个协议的能耗最小。Biocomm-D是扩展版(58)提供可接受的结果对于能源消耗和识别热点节点在数据传输之前。工作(59)消耗更高的能量的传感器的选择路径。它发现传感器高住宅能源。在路径选择更高的能源消耗降低了网络性能的更高的延迟在紧急情况下数据作为经验(44,58]。

的能源消耗59)比高(55,56,58]。然而,(59)认为紧急和非紧急病人的数据没有被认为是在54- - - - - -56]。的PDR (59)比低(54,56,58]。P-ARQ [61年不考虑病人数据但这个协议的能耗61年)比低(54,59)所示,超过(56]。CL-JS [44)提供数据可靠性传输的帧。然而,这个过程会降低网络的性能方面的延迟和更高的能源消耗的传感器相比(55,56,59]。的PDR (44)比(59),但不够好(相比54,56,58]。工作(4)更适合紧急数据,这个提议的协议就抢占非紧急的数据分配名额和分配槽紧急数据到达传输首先与协议。然而,更高的能源消耗和更高的延迟已经注意到由于抢占非紧急的过程数据相比55,58]。RE-ATTEMPT [63年)是M-ATTEMPT的扩展版本(62年)计划。该方案在63年检查路径损耗和能源消耗。工作(63年)数据包分为正常和应急包相比ZEQoS [43),将患者数据分为三类,如表所示5。RE-ATTEMPT的能源消耗63年]比M-ATTEMPT [62年]但并不比ZEQoS [43]。ZEQoS的能源消耗43]方案相比较高,与EPR QPRD, QPRR方案。工作(43]相同的框架结构为LOCALMORE [64年]和DMQoS [10]。的能源消耗65年)是高经验(4,43,44,54,59]。然而,(43,55,56,58,61年]相比有较低的能源消耗65年]。工作(65年)将患者数据分为四类还在讨论43]。此外,(65年)使用temperature-aware方法为选择nonhotspot路径从源到目的地(58,63年)使用相同的方法路径选择。这个拟议协议的缺点[66年)是更高的能源消耗在选择中继节点传输数据。此外,PDR和端到端延迟没有改善由于漫长的等待计时器信道争用和数据传输的基础。的作品43,59,63年,65年)将患者数据划分为不同的类。移动性选项用于(43,55,56]。明星和网状拓扑方案。的作品56,61年)计划不针对平均延迟。以类似的方式,55,61年,65年也不检查PDR。这些计划的能源消耗43,56,61年)很低,而[55,58)中能量消耗和(4,44,54,59,63年,65年)正在经历更高的能源消耗。这些分析是解决上述问题的新原型。

的能源消耗26)由于抢占低优先级高的数据到达高优先级数据,改变拓扑结构,选择中间节点的数据传输。这些参数降低网络性能方面的数据可靠性较低和较高的延迟。拟议中的协议(67年)消耗的主要能量传感器在每个模块的验证状态,降低了网络性能,因为更高的延迟和更低的数据的可靠性。

我们可以减少能源消耗和延迟,提高数据的可靠性和PDR的新方法。新的路由算法和协议,在WBAN和MAC层,需要在现有的协议应对上述挑战。

7所示。结论

新的路由协议的设计,MAC超帧结构,层和物理层帧WBAN的挑战健康应用程序中的问题。上述问题关注在跨层设计优化解决方案体系结构和协议。因此,路由层,MAC层和物理层(物理)层内部IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6结构提供服务的调查在WBAN跨层。路由层已被调查的单一和多次反射路径的选择,节能意识并temperature-aware选择路径,和病人数据分类到不同的优先级;紧急数据是第一优先级传输的可靠路径,移动性和拓扑。内部IEEE 802.15.4 MAC提供服务和IEEE 802.15.6 MAC超帧结构进行比较,发现内部使用的大多数研究IEEE 802.15.4 MAC提供服务为WBAN超帧结构由于其简单的操作,病人流量和实现。同样,内部IEEE 802.15.4和IEEE 802.15.6 phy框架结构提供服务。IEEE 802.15.6 PHY框架提供了NB,负担沉重,超宽频传输数据的方法。

所有功能,将由IEEE 802.15.6 MAC层和物理层层WBAN已经提供的内部IEEE 802.15.4, MAC层和物理层提供服务层WBAN如表所示3和调查部分5。

研究人员应该设计一个优化的路由模型,MAC层和物理层层。该模型应该能够选择一个有效的路径基于紧急bms的低温和高能源和最低hop-counts住宅。对MAC层,应该有一个动态解决方案基于紧急bms,这样他们不需要执行争用和专用槽应提供而不中断争用基于非紧急的bms。PHY层应该提供一个高效的调制技术,促进最小时间和能源消费变化的模拟信号数字化模式。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

本研究工作是由马来西亚各种大学(UTM),在批准号Q.J130000.2528.06H00。

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版权

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