كنترل نرخ بهينه شده براي كنترل ازدحام و بهبود قابليت اعتماد در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم با كاربرد مراقبت پزشكي

Optimized congestion control with reliable routing protocol in Healthcare Wireless Sensor Networks

پيشرفت‌هاي اخير در فناوري شبكه‌هاي حسگر بي سيم، توسعه سيستم‌هاي مراقبت پزشكي راه دور را ساده‌تر كرده و هزينه‌هاي مراقبت پزشكي از راه دور را براي بيماران و افراد مسن ارزانتر كرده است. يكي از چالشهاي اصلي در شبكه‌هاي حسگر بي سيم، وجود ازدحام در اين شبكه‌هاست كه باعث اتلاف انرژي در گره‌هاي حسگر با باتري محدود شده و نرخ گم شدن بسته‌ها را بالا مي‌برد. اين امر در كاربردهاي مراقبت پزشكي مانند اورژانس دارويي يا اعلام علايم حياتي بيماران از راه دور اهميت و حساسيت بالايي دارد. در چنين شرايطي بايد بتوان حتي الامكان از وقوع ازدحام جلوگيري كرد و در صورت افزايش ترافيك و وقوع ازدحام آن را كنترل كرد. در اين مقاله يك قرارداد كنترل نرخ بهينه شده براي كاربردهاي مراقبت پزشكي ارايه شده است كه مي‌تواند قابليت اعتماد را بالا ببرد. در قرارداد پيشنهادي با روش چند مسيرگي و تغيير مسير در شرايط مورد نياز ابتدا سعي در جلوگيري از ازدحام دارد؛ اما در صورت ارسال همزمان چندين فرستنده و وقوع ازدحام با الگوريتم كنترل ازدحام بهينه شده، ازدحام را كاهش مي‌دهد و با كاهش اتلاف بسته در شبكه قابليت اعتماد را بالا مي‌برد. ما كارايي روش پيشنهادي را با شبيه ساز OPNET بررسي كرده‌ايم. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي به اهداف خود از قبيل كاهش مصرف انرژي، افزايش عدالت در مصرف انرژي و كاهش تاخير برسد.

Recent advances in wireless sensor technology facilitate the development of remote healthcare systems and significantly reduce the healthcare cost of patients and elderly people. Congestion is one of the major challenges in wireless sensor network (WSN).Itconsumes the limited energy of sensor nodesand affects the packet loss rate. This situationis critical in remote healthcare applications like medical emergency services or monitoring vital signs of patients. In these applications, it is essential to avoid congestion as much as possible and in cases when traffic gets higher, to control the congestion.In this paper, anoptimized rate Control protocol for Healthcare applications is introduced which can improve reliability too. The proposed protocol first tries to avoid congestion by multipath routing, but if multiplesensors send simultaneously and congestion occurs, congestion control mechanism mitigate congestion by an optimized rate control algorithm and improves reliability. We evaluated the efficiency ofthe proposed protocol using the OPNET simulator. Simulation results show that ourproposed protocol is able to achieve its goals.