Lựa chọn nút chuyển tiếp trong mạng Bluetooth Mesh cho ứng dụng nhà thông minh
271 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.95.2024.1-11Từ khóa:
Bluetooth mesh; Nhà thông minh; Thuật toán định tuyến.Tóm tắt
Bluetooth mesh (BM) đang ngày càng phát triển và xuất hiện nhiều trong các hệ thống Internet vạn vật (IoT). BM sử dụng cơ chế ngập lụt được quản lý để truyền tin nhắn. Các nút với tính năng chuyển tiếp sẽ nhận và chuyển tiếp tin nhắn tới các nút lân cận, giúp cho tin nhắn có thể lan truyền tới toàn mạng. Cấu hình mặc định của BM là tất cả các nút đều là nút chuyển tiếp, điều này đảm bảo mọi nút trong mạng có thể kết nối được với nhau. Tuy nhiên, khi tất cả các nút đóng vai trò là nút chuyển tiếp, sẽ dẫn đến có rất nhiều tin nhắn được truyền đi trong mạng ở cùng một thời điểm, điều này sẽ tăng khả năng xảy ra xung đột gói tin, từ đó dẫn đến giảm tỉ lệ chuyển giao gói tin (PDR) và tăng độ trễ điểm-tới-điểm (E2E delay). Những vấn đề này sẽ ảnh hưởng lớn tới trải nghiệm người dùng, đặc biệt trong các hệ thống nhà thông minh nơi mà người dùng thường xuyên tương tác ở gần thiết bị. Do vậy, cần lựa chọn các nút chuyển tiếp trong mạng một cách phù hợp để đảm bảo cải thiện chất lượng của mạng. Bài báo này sẽ lựa chọn và phân tích một số thuật toán lựa chọn nút chuyển tiếp trong mạng BM ứng dụng trong hệ thống nhà thông minh, và so sánh các thuật toán đó với cấu hình mặc định của mạng (tất cả nút là nút chuyển tiếp) về tiêu chí PDR và E2E delay.
Tài liệu tham khảo
[1]. Bluetooth SIG, “Mesh Profile 1.0.1.” (2019). [Online]. Available: https://www.bluetooth.com/specifications/specs/mesh-profile-1-0-1/
[2]. Bluetooth SIG, “Core Specification 5.4.” (2023). [Online]. Available: https://www.bluetooth.com/specifications/specs/core-specification-5-4/
[3]. Hongwei Du, Weili Wu, Qiang Ye, Deying Li, Wonjun Lee, and Xuepeng Xu, “CDS-Based Virtual Backbone Construction with Guaranteed Routing Cost in Wireless Sensor Networks,” IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst., vol. 24, no. 4, pp. 652–661, (2013), doi: 10.1109/TPDS.2012.177. DOI: https://doi.org/10.1109/TPDS.2012.177
[4]. E. A. J. Hansen, M. H. Nielsen, D. E. Serup, R. J. Williams, T. K. Madsen, and R. Abildgren, “On Relay Selection Approaches in Bluetooth Mesh Networks,” in 2018 10th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), Moscow, Russia: IEEE, pp. 1–5, (2018). doi: 10.1109/ICUMT.2018.8631214. DOI: https://doi.org/10.1109/ICUMT.2018.8631214
[5]. M. Reno et al., “Relay Node Selection in Bluetooth Mesh Networks,” in 2020 IEEE 20th Mediterranean Electrotechnical Conference ( MELECON), Palermo, Italy: IEEE, pp. 175–180, (2020). doi: 10.1109/MELECON48756.2020.9140584. DOI: https://doi.org/10.1109/MELECON48756.2020.9140584
[6]. W. Shang, P. Wan, F. Yao, and X. Hu, “Algorithms for minimum m-connected k-tuple dominating set problem,” Theor. Comput. Sci., vol. 381, no. 1–3, pp. 241–247, (2007), doi: 10.1016/j.tcs.2007.04.035. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcs.2007.04.035
[7]. S. Assadi and S. Solomon, “When Algorithms for Maximal Independent Set and Maximal Matching Run in Sublinear-Time.” arXiv, (2020). doi: 10.48550/arXiv.2006.07628.
