Avaliação do consumo energético do Bluetooth Mesh
| Ano de defesa: | 2020 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4986 |
Resumo: | This work proposes a Clustering Algorithm based on LEACH to improve the energy efficiency of Bluetooth Mesh networks. To further reduce the burden over the Cluster Heads, an Radio Duty Cycling algorithm that requires no modification in the current Bluetooth Mesh Profile is needed, only a simple modification on the packet transmission logic. Computer simulations shows that the proposed radio duty cycling and clustering methods for reducing idle listening are very effective in improving energy efficiency. It was observed that duty cycling brings up to 90% of improvement in energy efficiency. In addittion, simulations shows that the proposed clustering technique is effective in controlling the excessive message replication that is inherent in flooding operation, which in turn have a positive impact on packet delivery ratio and network scalability. Finally, it can be observed that the proposed clustering algorithm, when applied with the proposed radio duty cycling algorithm can provide an improvement in energy efficiency when compared to the baseline Bluetooth Mesh profile. |
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Avaliação do consumo energético do Bluetooth MeshBluetooth mesh energy consumption assessmentTecnologia bluetoothInternet sem fioEnergia - ConsumoRedes de computadoresAnálise por agrupamentoAlgoritmos computacionaisSistemas de transmissão de dadosSistemas de comunicação sem fioProcessamento de sinais - Técnicas digitaisSimulação (Computadores)Bluetooth technologyWireless InternetEnergy consumptionComputer networksCluster analysisComputer algorithmsData transmission systemsWireless communication systemsSignal processing - Digital techniqueComputer simulationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOESEngenharia ElétricaThis work proposes a Clustering Algorithm based on LEACH to improve the energy efficiency of Bluetooth Mesh networks. To further reduce the burden over the Cluster Heads, an Radio Duty Cycling algorithm that requires no modification in the current Bluetooth Mesh Profile is needed, only a simple modification on the packet transmission logic. Computer simulations shows that the proposed radio duty cycling and clustering methods for reducing idle listening are very effective in improving energy efficiency. It was observed that duty cycling brings up to 90% of improvement in energy efficiency. In addittion, simulations shows that the proposed clustering technique is effective in controlling the excessive message replication that is inherent in flooding operation, which in turn have a positive impact on packet delivery ratio and network scalability. Finally, it can be observed that the proposed clustering algorithm, when applied with the proposed radio duty cycling algorithm can provide an improvement in energy efficiency when compared to the baseline Bluetooth Mesh profile.Esse trabalho propõe o método de clusterização baseado em LEACH para melhorar a eficiência energética de redes com Bluetooth Mesh. E para reduzir ainda mais a carga sofrida sobre os nós Cluster Heads, um algoritmo de Radio Duty Cycling que requer nenhuma modificação no protocolo padrão Bluetooth Mesh foi utilizado, com somente uma simples modificação na lógica da transmissão de pacotes. Simulações em computadores mostram que o Radio Duty Cycling proposto e o método de clusterização são muito efetivos na redução do tempo ocioso de escuta do canal e no aumento da eficiência energética. É observado que o Radio Duty Cycling incrementa em até 90% a melhoria em eficiência energética. Além do mais, as simulações mostram que a técnica proposta de Clusterização é efetiva no controle da replicação excessiva de mensagens, as quais são inerentes da operação do Flooding, que por sua vez tem um impacto positivo na taxa de entrega de pacotes e na escalabilidade da rede. Finalmente, pode ser observado que o método proposto de Clusterização, quando aplicado com a técnica de Radio Duty Cycling pode fornecer uma melhoria na eficiência energética quando comparada com o protocolo Bluetooth Mesh original.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Sistemas de EnergiaUTFPRMoritz, Guilherme Luizhttp://lattes.cnpq.br/0736175449254807Mariano, André Augustohttp://lattes.cnpq.br/2247619809331876Moritz, Guilherme Luizhttp://lattes.cnpq.br/0736175449254807Monteiro, Marcos Eduardo Pivarohttp://lattes.cnpq.br/1285113835331082Gotz, Joelton Deonei2020-05-28T22:05:18Z2020-05-28T22:05:18Z2020-04-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGOTZ, Joelton Deonei. Avaliação do consumo energético do Bluetooth Mesh. 2020. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4986porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-05-29T06:01:06Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4986Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-05-29T06:01:06Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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This work proposes a Clustering Algorithm based on LEACH to improve the energy efficiency of Bluetooth Mesh networks. To further reduce the burden over the Cluster Heads, an Radio Duty Cycling algorithm that requires no modification in the current Bluetooth Mesh Profile is needed, only a simple modification on the packet transmission logic. Computer simulations shows that the proposed radio duty cycling and clustering methods for reducing idle listening are very effective in improving energy efficiency. It was observed that duty cycling brings up to 90% of improvement in energy efficiency. In addittion, simulations shows that the proposed clustering technique is effective in controlling the excessive message replication that is inherent in flooding operation, which in turn have a positive impact on packet delivery ratio and network scalability. Finally, it can be observed that the proposed clustering algorithm, when applied with the proposed radio duty cycling algorithm can provide an improvement in energy efficiency when compared to the baseline Bluetooth Mesh profile. |
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