Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   12 ,  No.   3 Decem ber   201 8 , p p.   1045 ~ 1053   IS S N: 25 02 - 4752, DO I:  10 .11 591/ijeecs .v1 2 .i 3 .pp 1 045 - 1 053          1045       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   N ovel  M ulti pat h Routin g R in g Proto col  Adapted  for WM SN        B.M.  Ta j M.  Ait Kbi r   Facul t y   of  Sci en ce s a nd   T ec hnol og y ,   L abor a tor y   LIST,   Univ ersity   of  Abdelma le k   Essadi,   l’Aé roport, Km   10,   Z ia t en. BP 4 16,   T angier, 600 00,   Moroc co       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved  J un  6 , 2018   Re vised Jul  2 1 ,  2018   Accepte S ep   2 1 , 201 8       In  thi pape an  enha nc ed  protocol  of  m ult ipa th  r outi ng  ring  that  is  suita ble  for  tra nsferri ng  images  b y   m aki ng  m any   upgra des.   First,  instead  of  using  propa gation  betw ee the   lay e rs,   we  use  ce rta in  par amete rs  such  dista nc and   del a y   to  pic the   next   node   o the   lower   lay er.   Th en,   we  used  an   het ero g ene ous  n et work,  in cl udin sensors   (ca pture   and  send  i m age s)  and  conne c tors  (serve   as  bridg t the   sink).   Fin al l y ,   we  used   t he  p y rami d   dec om positi on  t ec hniqu e.   To  a void  conge st ion ,   we  adj ust   th e   num ber   of   le ve ls   base on   the   st ate  of  the  net work.   To  v eri f y   our   protocol,   we   use d   Casta lia  sim ula t or  to  sim ula te   t he  real  tra nsm ission  condi ti ons.   The n,   w e   compare it   wit GPSR  protoc ol  and  the   original  Multi pa th  routi ng  ring   protoc ol .   Our  proposed  protoc ol   prove it eff ic ie nc y   b y   tra nsfe rring  m ore   images  with  bet t er  qual i t y   (PS NR)  and  consum ing  le ss   ene rg y   c om par ed  to  othe pro toc ols .   Ke yw or ds:   Ca sta li a   GP SR   Mult ipath ro uting ri ng   M W SN   Pyram idal t echn iq ue   Copyright   ©   201 Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed.   Corres pond in Aut h or :   B.M . Ta j   Faculty  of S ci e nces a nd Tec hnol og y,     Lab or at ory  L I ST, Un i versi ty  o f  Abdel m a le Essa di,   l’Aéro port,  K m  1 0,  Ziat en.  BP :   416, Ta ng i er, 6 0000, M orocco .   Em a il ben na ni.taj@gm ai l.com       1.   INTROD U CTION     The  rap i devel op m ent  in  the  m ic ro - el ect ro   m echan ic al   syst e m   (MEM S)   has  m ade  possible  t he   creati on   of   m iniat ur iz ed  a nd  af ford a ble  sens or s The s m iniat ur iz ed   sens or c omm un ic at wirelessl y.     se ns or  is  c om bin at ion   of   m ul ti ple  com p on e nts  li ke  tra ns m is sio unit powe unit   co ntr ol,  pro cessi ng   unit   and co ntr ol  un i t [1 ] . In  addit io to  the  basic c om po ne nts,  s ens or  ca n be e qu i pp e d wit s pecial  sen s ors  wh ic can  sen se  an m easur th su r rou nd i ng  env ir onm ent  su ch  as  te m per at ur e,  di sta nce,  pr es s ure  et c .,    and   t ran s f or m   them   into  di gital   values.   T he  acq uire da ta   are  store or   tra ns m it ted   base on   t he   need.  Nev e rtheless t he  li m i ta ti on   of  sens or  is  a   big  iss ue  f or  m any  reas on s .   First,   there   is   li m it ation   i the   processi ng   power   wh ic affe ct pr oce ssin of  d at a.  T he n,   the  li m it ed  energy   aff ect s   the  a m ou nt  of  store data. Fi nally , th e li m it at ion  in  term  o ene r gy   aff ect s  the life tim e d ur at io n o se ns ors   [ 2] .           Figure  1. Str uc ture of  a se nsor   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1045     1053   1046   net wor of  l ink e se ns ors  (hu ndreds  or  t hous a nd  no des   in  la r ge   are a)  f or m wir el ess  sens or  netw ork  ( WSN).   I fact,  it   cov er la rg area  and   use in  m ulti ple  areas:  m i li ta r y,  m edical in du st rial   m on it or ing   or   env i ronm ental  ph e no m ena,  e tc .   The  acq uir ed  data  are  tra ns m itted  fr om   on se nsor  node  t ano t her  unti t hey  reac the  sink  ( base  sta ti on)  [1 ] .   T his  s ink   is   an   e xit  to  a   rem ote  ext ern al   de vice  (e .g .   th e   internet) . T his  dev ic e c an  b e   us e f or sto rin g,  a naly zi ng a nd  pr ocessi ng   da ta  as sho wn in  the  F i gure  2   [ 2] /           Figure  2.  WSN arc hitec ture       On  the   co ntra r of  WSN  w hi ch  ca tr ansm i on ly   scal a da ta W MS ca tra ns m it   m or siz ed  an com plex  data  l ike  m ultim edia  co ntent.  In  MWS W,   se nsor   nodes  a re  e quipp e with  se nsors   that  ca ca pture  m ul tim edia  con te nt.   This   ki nd  of  net wor ha seve ral  st ruct ur es   [ 3 ]   incl ud i n the   sin gl e - ti er  flat ,   the  sing le - ti er  cl us te red   and   m ulti - ti er.  In   ou pa per,   we  ap plied  th second  str uc ture  by  usi ng  sens or (cap t ure  an transm it   in  age s)  a nd  co nnect or  (sim ple  n od es  ser ving  as   a   bri dge).   T he  F igure  dep ic ts   the  a rch it ect ur that  we  us e d.   I f act W M SN   r equ i res  so m QOS  dem and s These  dem and c ould  be  t he  highest  ba ndwi dth  dem and the   us of  cr os s - la ye r,   the   li m it   of   r eso ur ces  (e nergy,  m e m or y,  et c... an th c od i ng  of  m ultim edia  con te nt [3].           Figure  3. Use d wirele ss  m ultim edia se nsor  net work arc hitec ture       Wh e it   c om es   to  process  im ages,  m any  m e thods  e xist.  T he   pyram id  m e t hod  [ 4 ]   is  one  of   t he  m os t   eff ic ie nt  te ch ni qu e s.  It  us es  th Gau s sia n.   T he   Gau s sia pyr a m id  is  cal culat ed  as  f ollow s The  ori gi nal  im age   is  processe w it Gau ssian   kernel.  As  resu lt we  get  an  im age  with  low  pass  fil te red   ver si on   of   t he   o ri gin al  im age.  The   F ig ur e  4 s hows  t his  proc ess.           Figure  4. Ga ussi an  a nd Lap la ci an  py ram ids   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A Novel M ulti path  Ro utin Ri ng Pr oto c ol A dapte fo r WM SN   ( B.M.  T aj )   1047   In  W MSN m a ny  la ye rs  interf ere  in  the  tra nsfer p r ocess  li ke   rad io  la ye r Ma la ye r,   app li c at ion   la ye r   and  es pecial ly   the  r outi ng  la ye r.   R ou ti ng  pr oto c ols  play a   m ajo ro le   i m anag in t he  l i m i te res ourc es  an deliveri ng  im a ges  in   go od   qual it at   the  sa m tim e Ma ny  r ou ti ng  pro tocols  e xist  li ke  cl us te red  r ou ti ng   protoc ol  and   m ul ti path  routing   protoc ol.  I cl us te red   prot oco ls nodes  ar gr ou ped   int set  cal le clu ste rs Each  cl us te ha cl us te r - he ad  with  wh ic al oth er   m e m b ers  c omm un ic at e.  It  is  the   onl node  i the   c luster  that  is  al lowe to  se nd  data  out  of  t he  cl us te r.   Ma ny  pr oto c ols  in   th sam cat eg or e xis t,  su c a Tee [ 5],  M - Leach  [ 6],  LEAC [ 7]  et c.   Mult ipath  prot oco ls  c onsis of   us in different  nodes  be tween  t he  s our ce  an the  sin k.   The  r oad  to  ta ke  ca be  sta ti or  dynam ic   dep e nd i ng  on  t he  r ou ti ng  proto co l.  The re  a re   m ulti ple  protoc ols  li ke  DD   [8 ] SPIN   [9 ] S AR  [ 10 ] GP SR  [11 ] ,   m ulti path  rou ti ng   ri ng   [ 12 ] ,   et c In   t his  work,    We  are   interes te in   m ulti path  r ou ti ng  row ing This  s pec ia pr ot oco l,   buil la ye rs  sta rting   from   the  sink,     and   eac node  belo ngs  to  la ye r.   The  inter m ediat no des  are  ch os en  between   the  lo we la ye rs  un ti arr ivi ng   to the si nk.   Durin T his  pa per,  we  are  go i ng   to  ha ve  dif f eren sect io ns First,  we  ar goin to  prese nt  the  relat ed   works.  T hen,  we  will   detai our  pr oto c ol.   Af te t hat,  w are  goin to   exp la in  a nd  a naly ze  the  res ults  of  si m ulati on s tha t we m ade.  Fin al ly , w e w il l fi nish o ur p a pe r wit final c oncl us i on.       2.   RESEA R CH MET HO D     The  m os t im po rtant thin in  WSN is   trans fe rr in g data t th e sink . Act uall y, on of  t he  bi chall en ges   that  w e   face   is  the   dista nce  betwee nodes   beca use   of  t he  li m i te tra ns m issio ra nge  of  nodes .     Mult ipath  r ou t ing   pr oto c ols  can  so l ve  this  issue.  M ulti ple  protoc ols  al rea dy  exist  li ke  G PSR  an Mult ipath   routin ri ng.     2.1.      G PS R ou tin g Pro t oc ol   The  G reed P erim e te Stat eless  Rou ti ng  al gorithm   Con sist of   f orwardi ng   pack et us ing   m ulti ple  m et ho ds.  At  fir st,  we  use   the  gr ee dy  f orwardin to  deliver   pack et to  t he  cl os est   node T tran sm i the  pack et   to the ne xt  node , w e  use t he  posit ion ( or i gin   and the  destina ti on   of the  pac ket)  a nd the  lo cal  o ptim al  g reed y.   In   the  first  ph ase  Of   GP SR ,   we  us t he  or igin  an the  de sti nation  of   t he  pac ket  f or   forw a r ding  it    t the  ne xt  ho us i ng   t he  loc al   op ti m al  gr e edy.  A ny  sen s or   node  knows   the  ra dio   po si ti on   of  his  nei ghbors   The  ne xt  ho pe   is  picked   base on  desti natio n' po sit io n.   T his  proces is  rep eat e unti the  pac ket  gets   to  its   destinat io n.           Figure  5. Exa m ple o gree dy  forwar ding.y i s the cl os est   point o f x  neig hbers fo rw a r d       The  F ig ur s hows  an  e xam ple  of   the  gr ee dy  nex ho pe  cho ic e.  In   the  fig ur e,  the  se nsor  node  X   sen ds   pack et   to  D,   an the   range  of   app ea rs  in  ci r cl e.  The  arc  w it rad ius  is  e qu al   to  the  distance   be twee a nd   D.   T he  sen sor   node  trans m it the  pack e to  if  the  distance  bet ween  an i le s than   the d ist a nce  be tween  a nd a ny o t her sen sor  nod e . T his  pro cess is re peate d un ti l t he pac ket r eac he d D.   The  previ ous  al gorithm   is  us ed  by  sens or   nodes  to  get  inf orm ation   of   al it neighbors.   This  updat e   process  is  re pe at ed  per i od ic al ly Du ri ng   this   process,  al node transm it   t heir   inf orm ation   (ID,  po sit io n,  et c. to the net w ork .   If   node  is  not  receivin be acon   as  res pons from   neig hbor  f or   l onge tha tim eou inte rv a l ,     GP SR  r ou te r   will   con sider   the  neig hbor  as  dead   or  go ne   ou of   r an ge,   and   rem ov es  the  neig hbor  f r om   it s   ta ble. T he 802. 11 m ac la ye i nd ic at es t he  li nk level  of r et ra ns m issi on  f ai lu res  to  n ei ghbor s.    The  ad va ntage   of   grade  f or wardin is  the  dep e nd e nce  only   on   the  kn ow le dg of   th fo r wa rd i ng   node' i m m ediat neighb or s I this  ste p,  th den sit of   node is   m or im po rtant  than  oth e thin gs   li ke  the  nu m ber   of  no de s.  In   this  proc ess,  we  use   m u lt i - hop.   Als o,   t he  total   nu m ber   of   nodes  m us be   higher  tha the   nu m ber   of the  neig hbor' s n od e. Once t his  process  fail s, we  us e t he pe rim eter  fo rw a rd i ng  m et ho d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1045     1053   1048   2.2.      Multi - Pa th   Routin g Ri ng   Mult ipath  r ou t ing   ri ng   is  routin prot oc ol  that  is  us in the  noti on  of   la ye rs  ar ou nd   th sink,    and  each  la ye r   co ntainer  node ).   T he  distanc from   the  sink   det erm ines  the  le vel  of   t he   la ye sta rting   from   (sink) . T his  protoc ol foll ows  two  ste ps : c ons tructi on  ph as and the  sen ding  ph a se.   I the  first  st ep  Th e   sin node  cr eat es  the  la ye rs   by  broa dcasti ng   t he  to po l og s et up   pack et .     The  nodes  wh i ch  recei ve  it  be long  to  la ye r   1.   T he n,   the  node that  bel ong   t le vel  Broa dcasts  the   sam e   pack et .   Nodes  receivin t he  pa cket  f orm   la yer s.  This   proce ss  is  re peate un ti al no des   ha ve  a   la ye l evel.   Af te r  this ste p ends, t h e tra nsm issi on  step  begins .   T he  F i gure  6 de picts t he  for m at ion  of  la ye rs.           Figure  6.  N ode s org a nized  in  l ay ers       Ma ny  ways  of  transm it ti ng   pa ckets  f r om   hig he la ye rs   exi st.In  [ 13]   they   pro pose  a n   al gorithm   in  wh ic routin ta ble  is  no need e d.   When   no de  wan ts   to  transm it  pack et it   broa dcasts  it   to  the  lowe r   le vel.  The n,   th interm ed ia te  node  does  the  sam e   thing T hi pr oce ss  is  rep eat ed  unti the  pack et   gets  to  th e   base s ta ti on.       3.   PROP OSE D PROTO COL   In   t his  pap e r,   we  ar goi ng   t propose   an   im pr ov e m ultip at r ou ti ng  ring  r ou ti ng   prot oco l,   w hich   i s   adopted  t im a ge  tra ns fe r.   O ur  pro pose pro tocol  Co nsum e le ss  ene rg a nd   ca tra nsfer   m or im ages  with  a   bette qual it y.  Actuall y,  ori gi nal  m ult ipath  r ou ti ng  rin pr oto c ol  us es  br oad ca st  betwe en  la ye rs  to  tr ansm i t   pack et an does n' us any  routin ta ble,  wh ic has  m ul ti ple  dr aw bac ks.   First,  the  en erg co nsum pt ion   is   high  beca us of  the  re peati ng   broa dcasti ng   process Sec ond,   the  pro pa gation  of   pac kets  pro vokes  c olli sio of   pa ckets.  Fi na ll y,  this  pr otoc ol  su f fer fro m   sever loss  of   pac kets  w hich  af fects  th nu m ber   of   re cei ved  i m ag es.  I or de to  s olv e   the se  pro blem s,  we  propose a   heter og e ne ou arc hitec ture  base on  se nsors  an connecto rs.   Al so , the  transm i ssion   process i s b ase on ro uting  table  wh ic h   m ini m iz es the traf fic in eac la ye r.  Finall y, the im age c om pr ession rati o i s ada p ta ble in fu nctio n of t he  sta te   of the  n et work.     3.1.       Constr u ction   Ph as e   A first,  the  la ye ID   of   al nodes  is  - 1.   A lso,   node  c on ta in two  routing   ta bles  (one  f or   lo we r   connecto rs  a nd  on f or  lowe sens or s w hich   are  init ia ll e m pt y.  The  for m at ion   of   la ye rs  sta rts  from   t he  sin by  broa dcasti ng  c on st ru ct io pa cket.  This  pack et   c onta in the  posit io of   t he  sin k.   Th bo t kinds  of  node s   that  receive  th pack et   form   t he  la ye 1.  Als o they   st or th po sit io of   th sink   a nd  the  delay   from   the   sin k .   The n,   the  node of   la ye broad ca s the  con str uction  pac ket  again .   T he   nodes  that  receive  this  pack e fo rm   the  la ye 2.   Th la ye rs  that  are  upper   tha store  data  ab out  al po ssible  paths  f r om   the  sink   inclu ding   t he  total   distance  f ro m   the  sink ,   t he  total   dela fr om   the  sink the  RSSI  of   the   lower   node ,   t he  distance  fro m   the  lowe node   an the  rem ai nin energy  of  al the  nodes  of  th path.   I node   receives  pa cket  from   a   se ns or  ,it   stores  the  i nform at ion   about  the  pat in  the  sens or   r outi ng  ta ble  oth e rw ise   it   store  them   i co nnect or   routi ng   ta ble.   T hen th node of   la ye broad ca st  the  c onstructi on  pack et   t for m   up per  la ye rs .   T he  sam pro eess  is  rep eat e a gain   and  a gain  unti al nodes   belo ng  to   their   co rresp onding  la ye r.   T he   F ig ur e   sho ws  t he  network  after  form at ion . T hen tw o ph a ses b e gin upda te  p ha se a nd tran sm issi on   phase.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A Novel M ulti path  Ro utin Ri ng Pr oto c ol A dapte fo r WM SN   ( B.M.  T aj )   1049       Figure  7. Co nnect or s a nd se nsors  for m ed  in l ay ers       3.2.      Tr an smi ssion  P hase   Durin t his  ph ase,  se ns or  no des  tra ns m it   their  data  t ow a r the   sin k.   I our  protoc ol,  s ens or   nodes   captu re  i m ages  and   se nd   them   to  connecto node s.  I oth e hand,   c onnect ors  ser ve  as  bri dg th rou ghou the   diff e re nt  la ye rs  unti the  sin k.   All  no des  of  la ye se nd  their  pack et di rectl to  the  s ink   by  a dju sti ng  the   transm issi on   powe in  f onct ion   of   t he  sin k ' RSSI.   T he  s ens or   nodes   of  la ye tran sm it   their  data   to  the  connecto rs   of  t he  lo we (n - 1).   Be fore  sen ding  a ny  pack et ,   the  sel ect io of  the  ne xt  node   f ollows  the   F ig ur e   8.   Th us t he  ne xt  r od e   can   c ha ng e   de pe ndin on  t he  tra ff ic   an pac kets  c an  fo ll ow  dif f eren path as   sh ow   in  F ig ure  9.           (a)   (b)     Figure  8. The   process  u se t o sel ect  the  nex t  nod e       3. 3 .      Up d at e  and  Im age  Compressi on   This  ste sta rts   after  the  form at ion   phase,  a nd  it   is  an  essenti al   par of   our   protoc ol.  It  he lps  to  fin const antly   the  path  wh ic ha the  le ast   traf fic.  The  up date  process  us es   per i od ic   a nd   per m anen wa y.  Eac per i od  of  ti m e,   the  si nk  sta rts   this  process,   a nd  it   goes  fro m   la ye to  la ye r.   Seco nd,  w he a   co nnect or  node   transm it a   pack et it   up date it relat i ve  i nfor m at ion   in  the  nodes  of   the  uppe la ye r.   Actuall y,  we   update   essenti al ly   the  delay   an t he   rem ai nin e ne rg y.   A nother   featur e   of  our  protoc ol  is  the   va riant  c om pr essio rati on   base on  the  delay Ea ch  pe rio of   ti m e,  the  routin pr oto c ol  cal culat es  t he  num ber   of  le vels  ba sed  on   the  thr ou ghput  of  the  li nk  bet ween  the  se nso an t he  sin k.  As  s how in   T able  1,  m or th delay   is  sho rt  le ss  the  com pr essi on  is.  T hen,  th cal culat ed  va lue  is  tra ns m i tt ed  to  a pp li ca ti on   la ye us in T he  cr os s   la ye ring  te chn iq ue .  As  a d irect  e ff ect ,   we  c on t ro l t he si ze of the  pac ket foll owin t he  sta te   of  t he netw ork .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1045     1053   105 0   Table  1.   N um ber   of   Level  i Pyram idal Tec hn i qu e   in  Fonc ti on   of  De bit   Deb it  o f  the lin k  in Kb p s   Nu m b e o f   lev els   >=1 0 0   1   1 0 0 >…>=7 5   2   7 5 >…>=5 0   3   5 0 >…>=2 5         4.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   4 . 1 .      Pr opose A ppli ca tions   In  orde t e valuate  our   pr oto c ol,  we  c r eat ed  m ulti m edia  ap plica ti on   i Ca sta li sim ulator.     This  a pp li cat io us es  O pen c to  c om pr ess  a nd  dec om pr ess   i m ages  by  a pply ing   m ulti ple  le vels  in   py r a m idal  com pr essio te chn i qu e Als o,   va ry in the   tim e   of   sen di ng   im ages  by  us in tim er.   In   our  ap pli cat ion   we  f ollow   m ulti ple  ste ps Fir st,  the  sens or   node captu re  the   gray   i m age  i m age.  Then,  the  capt ur e im age  is   treat ed  by  us i ng  the  Ga us sia and   La placi an   t ran sf orm s.  Af te that,  we  di vid the  ob ta i ne im age  on   bl ocks   of 8 × 8. Finall y, we  apply   RL E/Hu ff m an   p rocess as s how i F ig ur e  10.           Figure  10. C om pr ession/d ec om pr essio n process  of JP EG im age u sin t he  p yram idal co m pr ession  te c hniq ue       4 . 2 .      Sim ulat i on   P ar ame ter s   In   ou pa per ,   we  us ed  a   distribu ti on  of   20 node s   ov er  200x200  m as   sh own   in  the     F igure  11.   Th Table  s ho ws  the  par am et er us e in  our  sim ulati on s.   The  F ig ure  12  sho ws  the  ori gin al   i m age .           Figure  11. Dist rib ution o f nod es in t he  s pace         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A Novel M ulti path  Ro utin Ri ng Pr oto c ol A dapte fo r WM SN   ( B.M.  T aj )   1051   Table  2.   Sim ul at ion ’s  p a ram e te rs   Para m eter   Valu e   Tpo lo g y  size   2 0 0 x 2 0 0   m 2   Si m u latio n  ti m e   2 6 0 0  s   Nu m b e o f  no d es   200   Period  between  se n d in g  pack ets   0 .1 s   I m ag co m p ressio n   90%   Nu m b e o f  tr ials   20   Initial p o wer   400j   BS p o sitio n   (0,0 )   Percentag e of  sen so rs   50%   Percentag e of  con n ecto rs   50%   MAC pro to co l   Tun ab le M AC           Figure  12. Ori gin al  im age to   be  se nt       4 . 3 .   Discussi on  Res ults   To  e valuate  ou pro posed  r outi ng   pr oto c ol,  we  com par e it   with  GPSR   and   m ulti path  r ou ti ng  rin routin prot oc o l.  Als o,   we  us e three  a ppr oac hes.   Fir st,  we  assess  t he   e nergy  eff ic ie ncy  by  cal culat ing   The  en er gy  con s um ption   of   the  hall  net work   pe tim e Seco nd,  we  evaluate  the  m ul tim edia  ef fici ency     by  getti ng   the  com plete i m a ges  by  the  sin in  f un ct io of   ti m e.  F inally,  we  us e the   PSN of  rece iving  i m ages  to  m easur e   their   qual it y.  Actuall y,  we   m easur the  num ber   of  im ages  in  functi on  of  their   corres pondin g PSNR.           Figure  13. E ne rg y c onsu m ption pe ti m e       The  F ig ure  13   represents  th e   energy  co ns um pt ion   pe ti m e   fo al node s.  It  sho ws  a   com par ison  betwee PS N R,  m ult ipath  r ou ti ng  rin an ou prot oc ol.  The  grap s hows   that  both  GP SR  a nd  Mu lt ipath   routin rin co ns um es  near ly   the  sam e   hig l evel  of   e nergy.   Also it   shows  that  ou proto col  consum es  by  far  le ss  ener gy  th an  the  oth e prot oco ls.   The s resu lt c ould   be  e xp la ine by  m any  reasons.  First,  the   GP SR  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1045     1053   1052   routin prot oc ol  us es  gr e edy  per im et er  and   the  pe rim e te fo r wardin m eth ods.  The se  m et hods   m ake  lot  of  transm issi on s,  wh ic m eans  high  ene rg c on s um ption A lso the  c on sta nt  update  f or   neig hbors  m ake  the   nodes   co nsum es  m or ene r gy Seco nd,   the   m ulti path  rou ti ng   rin us es   the  broad ca st  to  tra ns m it   data  from   la ye to  la ye un ti the  sin k.   Th us al node of   t he  net work   c onsu m l ot  of   e ne rg y.  Wh e it   com e to  ou r   protoc ol,  it   co ns um es  le ss  en erg f or  m any  reasons First  of   al l,  e ver y   tr ansm issi on   ene rg is  a dju ste to  the   distance  of  the  ta rg et ed   no de.   The n,   we  don' us t he  broa dc ast   as  m et ho d,   but  pack et   m us be  receiv ed  by   a sp eci fic c onne ct or .  A ls o,  t he  u s of h et e rog eneous  node by  u sin perce ntage o f   no des t tra ns m i t t he  data  cal le connect or s The  rest  of  nods   Ar cal le sens or s an they   tur to  sle ep  sta te   when  they   delive the   i m age.  A fter a   wh il e, t hey be c om e act ive to del iver  a no t her im age,  an t he c yc le  is rep eat ed  a gain  a nd a gain.             Figure  14. N um ber  o f recei ve im age as  f unct ion o tim e     Figure  15. perc entage  of r e cei ved com plete d im age  as fun ct io n o f protoc ol       The  F i gure  14   is  gr a ph  th at   rep re sents  t he  num ber   of  com plete i m a ges  by  the  sin pe ti m e.     It  ref le ct t he  m ul tim edia  eff ic ie ncy  of   t he  t hr ee p ro t oco ls.   In  this  fi gure,  w ca see  cl e arly   That o ur pro t oco is  m or eff ic ie nt  tha oth e prot oco ls.   T hese   res ul ts   are   c onfirm ed  by  the   gr a ph  of  F ig ure  15  w hich  sho ws  t he   per ce ntage   of  com plete i m a ges.  It  s how t hat  our  protoc ol  is  th m os eff ic ie nt  a nd  m ulti path  routin rin i s   the  le ast   ef fici ent.  In  fact,   w can   ex plain   these  r esults  w it m any  reasons.   First,   G PS us es   interm ediat nodes   by  a pply ing   G reed y   Perim et er  m eth od  c onsta ntly Since   the  de nsi ty   of   nodes   a ff ect GP SR   r ou ti ng   protoc ol,  t he  nu m ber   of   int erm ediat e   no de inc reases.   The  delive red  pack et s   to  t he   sin decr eas e w hich   aff ect The  im age  co ns tr uc te by  the  sink.  On   the  ot her   s ide,  Mult ipath  routin g   rin g   suffe rs  from   a   severe   pro blem   wh ic is  the  broa dca st.  Act ually w hen  se nsor   node   se nd s   pa cket,  it   ca be  receive in   f ull  ra ng e   of   t ran sm issi on   ca us in the   colli sion   of  pack et s T his  pro blem   re du c es  co ns ide ra bly  the  am ou nt   of  the   receive pack e ts  by  the  si nk  and  the  num ber   of  c om plete i m ages  is  le ss.  Finall y,  our  prot oco l   has  m ulti ple   featur e that  m ake  it   m or eff ic ie nt.  First,   it   us es  la ye rs w hich  li m it   the  num ber   of   interm ediat nodes   Th u s,  t he  pac kets  ar rive   qui ckly   to  T he   sink.  Sec ond,  t he   ch oice  of  th ne xt  node  is   base on  dela and  distance.  S o,   i can  avo id  c onge sti on.  Thir d,   us i ng  the  de la as   crit e ria  to  choose  the  com pr essio rati m akes  us   c on tr ol  the  siz of  the  pac kets.  Ac tua ll y,  the  avera ge  of  the  c ompressi on  rati i 10%,  wh ic pro ves   the  eff ic ie ncy  of   our  pr oto c ol Finall y,  Usin c onnect or   node to  co nduc the  pack et   to  the  sin k,   dim inishes   the co ll isi on z ones a nd c onges ti on . T hese  f ea tures  m ake ou r  pro t oco l m or su it able f or  W MSN tra nsfer .             Figure  16. N um ber  o f recei ve im ages p er   PSN us in g GPSR     Figure  17. N um ber  o f recei ve im ages p er   PSN us in M ulti path routi ng r i ng     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A Novel M ulti path  Ro utin Ri ng Pr oto c ol A dapte fo r WM SN   ( B.M.  T aj )   1053       Figure  18. N um ber  o f recei ve im ages p er   PSN us i ng our p ro t oco l       The  F ig ur es   16,   17  a nd  18  s how  t he  total   nu m ber   of  im a ger  pe P SN R   qual it y.  Accord i ng  to  t he   F igure  17,  Mu lt ipath  r ou ti ng   rin has  the   m ini m u m   received  im ages  even  if  they   a re   com plete d.   T hu s the   nu m ber   of  lost   i m ages  is  hig h w hich  is  91 00  im ages.  In   th F igur 16,  G PSR  delive rs  a   la rg va riet im ages  from   lower   qu al it to  co m plete   i m ages.  Al though,  the  num ber   of   lost   i m ages  is  69 76   im ages,  wh ic is  i m po rtant.   Fin al ly the  F ig ure  18  s hows  t ha our  protoc ol  i nea to  100  of  ef fici enc by  99%  of  c om plete   i m age an l os im ages.  Th ese  res ults  c onfirm   the  pr e vious  res ults  m aki ng  ou protoc ol   the  best  am on th e   three  protoc ols .       5.   CONCL US I O N   In   t his  pa per,  we  m ade  an  ap plica ti on   that  c om pr ess/  dec om pr ess  i m ages  us in the  Ga ussi an  an t he  Laplaci an  t ransform s,  And   t he   num ber   of  le vels  dep e nds  on  the   sta te   of  t he  netw ork.  T hen,  the   c om pr essed   i m ages  are d el ivere to   the n e twork  a nd d ec om po sed  at   t he   sink. A ct ually we  us e this  a pp li cat io to  te st  the   eff ic ie ncy  of   our  protoc ol  in  te rm   of   m ultim edia  con te nt  transm is sion We  can  de duc that  our  prot oco is  m or eff ic ie nt  by  delive rin i m ages  in  good   qual it and   bi qu a ntit y.  Als o,   we  pro ved  that  it   co ns um es  le ss   energy.  W e c oncl ude that o ur p r opos e prot oco l i s m or e su it able fo the  M W SN  c om par ed  to  oth er  protoc ols.   A lt hough, it  could  be o ptim ized  to  tra ns fe r m or e com plex  m ul tim edia con te nt li ke  v i de os .       REFERE NCE   [1]     Estri D,  Cul le r   D,  Pis te K,  a nd  Sukhatme  G.  Connecting  th ph y si cal  worl with  per vasiv net works .   I EEE  Pe rvasiv Comp uti ng .   no.   1.   Jan uar y   2002;   Vol.   (1)  59 - 69.   [2]     Rahman  C.   surve y   on   sensor  net work .   Journ al  of   Computer  and  Information   Technol og y .   no.   1,   2010 Vol .   (1 )   76 - 87.   [3]     Abaz ee M,  Fai sal  N,  Zuba ir  S,  and  Ali  A.  Routi ng  Protocol for  W ire le ss   Multi m edi Sensor  N et work:  Survey .   Journal  of   Senso rs .   2013;  1 - 11 .   [4]     Derpa nis K  G,   T he  Gauss ia n   P y r amid.   2005 .   [5]     Manje shw ar  a nd  Agrawal   P . TEEN:  ARouti ng  Protocol   fo Enha nc ed  Ef fici ency   in  W ire l ess  Sensor  Network s.  Proc.   of   the 15t h   Inte rn at ion al Pa ral l el   Distr ibu te Proc essing  Sy m posium .   W ashingt on  DC.   US A.  2001;   189.     [6]     Kodali   R   K,  S.  Bhanda ri  K   A,  and  Boppana   L.   En ergy   effi ci en m -   le vel  LEACH  protocol .   Proc.   Inte rna ti o na l   Confer ence  on   Advanc es  in   Co m puti ng.   Com m unic a ti ons a nd   I nform at ic s (ICA CCI).   2015;   973 - 979.   [7]     Heinz e lman  W   R,   Chandr aka sa A,  and   Ba l akr ishnan  H.  Ene rg y - Efficient  Comm unic ati on  Prot ocol   for  W ireless   Mic ros ensor  Net works.   Proc.   of   the   33rd   Hawai Internat iona l   C onfe ren c on  S ystem  Scie nc es.   W ashingt on   DC.   US A.  2000;  8:80 20  .   [8]     Inta nagonwiwa t   C,   Govindan   R,   Estri n   D,  H ei demann  J,   an Silva   F. Dire c te di ff usion  fo wirel ess  senso r   net working .   I EEE/ACM T ran sa c ti ons on  Ne tworking.   Febru ar y   2 003;11:   2 - 16 .   [9]     Heinz e lman  W   R,   Kulik  J,   and   Bal akr ishnan  H. Adapt i ve   Prot ocol for  Infor mation  Diss eminat ion  in  Wireless   Sensor  Net work s .   Proc.   of  the  5th  An nual   A CM/IEE In te r nat ion al   Confer enc on   Mobil Com puti ng  a nd  Networki ng.   Ne w York.   US A.  1 999;  174 - 185.   [10]     Sohrabi  K,  Gao  J,  Aila wadhi   V,   and  Potti J. Protocol for  sel f - orga nizati on   o wire le ss   sensor  net work. IE E Pe rs onal  Comm unic ati ons .   no   5.   Octobe r   2000;   Vol.   (7)   16 - 27.   [11]     Karp  B   and  Ku ng  T. GPSR:   Gr ee dy  P erime t er  Stat e le ss   Rou ti ng  for  Wire le s Net works . Proc .   of  th 6th  Ann ual   Inte rna ti ona Co nfe ren c on   Mobile Com puti ng  and  Networki ng .   New York. NY .   US A.  2000;  243 - 254.     [12]     Huang  M,  T ao  W   J,  Li S,  and  L iu  Y,  . Mult ipath  rin routi ng  in   wir el ess  sensor  netw orks.   in  Appli ed  Me chanics and Mate rials .   2013;   Vol.   (347)  701 - 705.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.