T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   4 A u g u s t   2020 ,   p p .   1 7 6 2 ~ 17 7 0   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Ke m e n r is te k d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI KA . v 1 8 i4 . 1 4 8 7 9     1762       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   M a chine learning  bas ed lightw eig h int erfe r ence   m it ig a tion  sche m e f o r  w ireless  senso r net w o rk       Ali Suza in,  Ro ze ha   A.   Ra s hi d,  M .   A.   Sa rij a ri,   A.   Sh a hid a n Abdu lla h,  O m a A.   Aziz   S c h o o o f   El e c tri c a En g in e e ri n g ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a lay si a M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 2019   R ev i s ed   Ma r   3 1 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   A p r   1 2 ,   2 0 2 0       T h e   i n t e rf e re n c e   is s u e   i s   m o s t   v i b r a n t   o n   l o w - p o w e r e d   n e tw o rk s   l ik e   w i r e le ss   s e n s o r   n e tw o r k   ( W S N ) .   I n   s o m e   c a se s ,   t h e   h e a v y   i n t e rf e r e n c e   o n   W S N   f r o m   d i f f e r e n t   t e c h n o l o g i e s   a n d   d e v i c e s   r e s u l t   i n   l if e   t h r e a te n i n g   s i t u a t io n s .   I n   t h i s   p a p e r ,   a   m a c h i n e   l e a r n i n g   ( M L b a s e d   l i g h tw e ig h t   i n t e rf e re n c e   m i t i g a t i o n   s c h e m e   f o r   W S N   i s p r o p o s e d .   T h e   s c h e m e   d e t e c t s   a n d   i d e n t i f ie s   h e ter o g e n e o u i n t e r f e r e n c e   l ik e   W if i ,   b l u e t o o t h   a n d   m i c r o w a v e   o v e n   u s i n g   a   li g h tw e ig h t   f e a t u r e   e x t ra c t i o n   m e t h o d   a n d   M L   l i g h tw e i g h t   d e c i s i o n   t r e e .   I t   a l so   p r o v i d e s   W S a n   a d a p t i v e   i n t e rf e re n c e   m i ti g a t i o n   s o l u t i o n   b y   h e l p i n g   t o   c h o o s e   p a c k e s c h e d u l i n g ,   A c k n o w l e d g e m e n t   ( A C K ) - r e tr a n sm i s s i o n   o r   c h a n n e l   sw i tc h i n g   a t h e   b e s t   c o u n t e r m e a s u r e .   T h e   s c h e m e   i s   s im u la t e d   w i t h   t e s t   d a t a   to   e v a l u a t e     t h e   a c c u ra c y   p e rf o rm a n c e   a n d   t h e   m e m o ry   c o n s u m p t i o n .   E v a l u a t i o n   o f     t h e   p r o p o s e d   s c h e m e s   m e m o ry   p ro f i l e   s h o w s   a   1 4 %   m e m o ry   sa v i n g   c o m p a r e d   t o   a   f a st   f o u r i e r   t ra n sf o rm   ( F F T )   b a s e d   p e r i o d i c i ty   e s t im a t i o n   t e c h n i q u e   a n d   3 %   l e s s   m e m o ry   c o m p a re d   t o   l o g i s t i c   r e g r e ss i o n - b a s e d   M L   m o d e l ,   h e n c e   p r o v i n g   t h e   s c h e m e   i l i g h tw e i g h t .   T h e   v a l i d a t i o n   t e s s h o w s   t h e   sc h e m e   h a s   a   h i g h   a c c u ra c y   a 9 5 . 2 4 % .   I t   s h o w a   p r e c is i o n   o f   1 0 0 %   i n   d e tec t i n g   W i F i     a n d   m i c r o w a v e   o v e n   i n t e rf e r e n c e   w h i le   a   9 0 %   p r e c i s i o n   i n   d e t e c t i n g     b l u e t o o t h   i n t e r f e r e n c e .   K ey w o r d s :   I n ter f er en ce   Ma ch i n lear n i n g   R SS I   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R o ze h A .   R a s h id   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   Fac u lt y   o f   E n g i n ee r i n g ,     Un i v er s iti T ek n o lo g i M ala y s ia ,     8 1 3 1 0   U T J o h o r   B ah r u ,   J o h o r ,   Ma lay s ia.   E m ail:  r o ze h a @ u t m . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   W ir eless   s e n s o r   n et w o r k   ( W SN)   is   lo w - p o w er ed ,   s m al an d   e m b ed d ed   n et w o r k   d e p lo y ed   i n   in d u s tr ial,   s cie n ti f ic  an d   m ed i ca ( I SM)   b an d   [ 1 ,   2 ] .   I n   f u t u r e,   W SN  w ill  h a v r ap id   u s ag ex p an s io n   d u to   I n ter n et  o f   T h in g s   ( I o T ) .   I o T   d em a n d   f o r   lo w   p o w er ed   n e t w o r k s   is   i n cr ea s i n g   an d   W SN   is   th m o s s u itab le  ca n d id ate  to   f u l f il   th e   ai m   o f   co n n ec t in g   lar g n u m b er   o f   s en s o r s .   W SN  d ep lo y i n g   I E E E 8 0 2 . 1 5 . 4   ( 2 0 0 3 )   s tan d ar d   o p er ates  in   th r ee   u n licen s ed   I SM  b an d s .   I p r o v id es  2 7   ch an n els  w h ic h   in cl u d 1   at   8 6 8   MH z,     1 0   at  9 1 5   MH an d   1 6   at   2 . 4   GHz .   T h m o s co m m o n l y   u s ed   o n is   2 . 4   GHz   b an d .   T h b an d   is   u s ed   b y   v ar io u s   tec h n o lo g ies a n d   d ev i ce s   in cl u d in g   W iFi ,   B lu e to o t h   an d   m icr o w av o v e n   [ 3 - 5 ] .       R ec en ad v a n ce m e n in   w ir e l ess   co m m u n icatio n   h av i n cr e ased   th n u m b er   o f   d ev ices  o p er atin g   i n   2 . 4   GHz   I SM  b an d .   T h is   lead s   to   co n g est io n   o f   t h u n lice n s ed   b an d   an d   d if f er e n co m m u n ica tio n   c h alle n g e s   s u c h   as  co - e x is te n ce   an d   in ter f er en ce .   T r ad itio n al  m et h o d s   l ik s p ec tr u m   f r a g m en ta tio n   an d   ca r r ier   s en s i n g   to   s o lv i n ter f er e n ce   p r o b le m   in   I SM  b an d   d o   n o w o r k   an y m o r a s   t h ese  s o l u tio n s   w er e   d esig n ed   f o r   lo w   s p atial  d en s i t y   a n d   p r esen ce   o f   o n l y   f e w   r ad io   tech n o lo g ies  [ 6 ] .   So ,   in ter f er e n ce   a n d   co ex is te n ce   ar Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         Ma ch in lea r n in g   b a s ed   lig h t w eig h t in terf eren ce   mitig a tio n   s ch eme ...   ( A li S u z a in )   1763   b ec o m i n g   m aj o r   p r o b lem s   in   th I SM  b an d ,   esp ec iall y   f o r   W SN.  T h in cr ea s in   t h n u m b er   o f   v ar io u s   w ir ele s s   tec h n o lo g ies  o p er atin g   i n   I SM  b an d   lead s   to   co llis io n   a n d   co n g e s tio n   o n   th s h ar ed   ch a n n el s .     T h is   w ill  ca u s e   cr itical  r ep er cu s s io n s   i n   t h co m m u n icati o n   o f   W SN s .   He n ce ,   t h er i s   n ee d   f o r   a g ile   m et h o d s   th at  ass e s s   t h ch an n el  co n d itio n s   an d   ap p l y   ac tio n s   to   m a x i m ize  co m m u n icat io n   s u cc ess .     T h in ter f er e n ce   f r o m   v ar io u s   s o u r ce s   ch a n g es  q u ic k l y   d u to   r ea s o n s   lik e   m o b ili t y   a n d   ch a n g es   i n   co n f i g u r atio n .   T h er ef o r e,   th e   in ter f er en ce   m it ig at in g   m et h o d s   n ee d   to   b ad ap ti v an d   s el f - a w ar to     th ch a n g es  i n   t h in ter f er en ce .   Mo r eo v er ,   d u to   W SN  b ein g   s m al l,  e m b ed d e d ,   lo w - p o w er   n et w o r k ,   in ter f er e n ce   m iti g ati n g   m et h o d s   n ee d   to   b lig h t w ei g h t.       2.   RE L AT E WO RK S   T h to p ic  o f   in ter f er en ce   id en ti f icatio n   an d   m it ig at io n   ar e   b ec o m in g   p o p u lar   i n   r ec en t   y ea r s   i n     th f ield   o f   W SN  d u to   o v er c r o w d in g   o f   I SM  b an d   a n d   in c r ea s in g   u s o f   W SN  esp ec ial l y   as  s u b   p latf o r m   f o r   I o T   ap p licatio n s .   Di f f er en t   in ter f er en ce   c lass if icatio n   a n d   m iti g atio n   s c h e m es  ar e   f o u n d   in   t h l iter atu r es .   Mo s o f   t h e m   f o cu s ed   o n l y   o n   i n ter f er e n ce   cla s s i f ica tio n .   Fe w   s c h e m es   ar f o u n d   th at   id en tif y     th i n ter f er e n ce   an d   s u g g est  m iti g atio n   s tr ate g y .   R esear c h   w o r k s   i n   [ 6 - 8 ]   p r o p o s alg o r ith m s   to   id en t if y   t y p o f   i n ter f er e n ce .   St u d ies  i n   [ 7 ,   8 ]   d ec id o n   f ea tu r e s   o f   in ter f er in g   s ig n al   b y   e v al u atin g   R SS I   v al u es.     T h en ,   w it h   f ix ed   s et  o f   co n d itio n s ,   th s i g n al  i s   clas s if ie d   as  b lu eto o th ,   W iFi   o r   m icr o w a v in ter f er en ce .     I n   b o th   ca s es,  th clas s if ic atio n   ac cu r ac y   is   b elo w   9 0 %.  A   m e th o d   to   ca lcu late  th p er ce n tag o f     th in ter f er en ce   i n   th w ir ele s s   lin k   an d   d is ta n ce   o f   th i n ter f er in g   s o u r ce   is   p r o v id ed   i n   [ 9 ] .   I n ter f er en ce   id en ti f icatio n   m et h o d s   t h r o u g h   s u p er v i s ed   lear n i n g   an d   m a ch in e   lear n i n g   ar p r o p o s ed   in   [ 1 0 - 1 2 ] .   E ac h   o f   th ese  w o r k s   lack   an   ad ap tiv m et h o d   th at  ca n   m i tig a te  th ef f ec o f   th i n ter f er e n ce .   W o r k   in   [ 1 3 ]   p r o p o s es    s ch e m e   th a id en tifi es  m i tig atio n   s tr ateg y   w i th   t h h elp   o f   d ec is io n   tr ee   b u d o es  n o i d en tify   th e   t y p o f   in ter f er e n ce .   Au t h o r s   i n   [ 1 4 ]   p r o p o s Sp ec k s e n s e,   w h ich   i d en tifie s   W i Fi,  p er io d ic  an d   n o n - p er io d ic  tr af f ic.   T h s ch e m also   h elp s   to   m it ig ate  i n ter f er en ce   b y   ch a n n e b l ac k   lis t in g .   Ho w e v er ,   th s c h e m e   is   l i m ited   to   th t y p o f   id e n ti f ied   in ter f er e n ce   o n l y .     Ma j o r ity   o f   th e s w o r k s   f o u n d   in   t h liter atu r u s en er g y   d etec tio n   ( E D)   ap p r o ac h   to   d etec   an d   id en ti f y   t h i n ter f er en ce   t y p e.   E ap p r o ac h   u s es   r ec eiv ed   s i g n al  s tr en g t h   i n d icat o r   ( R SS I )   v al u to   ev alu a te  t h i n ter f er e n ce .   Fe w   u s e   p ac k et  p r o b in g   an d   li n k   q u ali t y   in d icato r   ( L QI ) .   Mo tiv ated   f r o m   t h ese   w o r k s ,   t h is   p ap er   p r o p o s es  lig h t w ei g h t   i n ter f er e n ce   m iti g a tio n   s c h e m to   r ed u ce   t h e f f ec o f   i n ter f er en ce   o n   W SN.  T h s ch e m is   m ad s elf - a w ar b y   u s i n g   li g h t weig h f ea t u r e x tr ac tio n   m et h o d   an d   ML   m o d el   th at  ca n   e x tr ac f ea t u r es o f   i n t er f er ed   s ig n al   an d   id e n ti f y   t h t y p o f   in ter f er en ce .   I n   o r d er   to   m ak e   t h s c h e m e   ad ap tiv e,   lo o k - u p   tab le  t h a t   ch o o s es   p ac k et   s c h e d u l in g ,   A C K - r etr an s m is s io n   an d   ch an n el   s w itc h in g   a s   co u n ter m ea s u r es to   m i tig a te  t h d ete cted   in ter f er e n ce   is   d ep lo y ed .         3.   B ACK G RO UND  AN T E C H NO L O G I E I I SM   B AN D   T h w ir eless   m ed iu m   i s   v u l n e r ab le  to   in ter f er en ce   f r o m   v ar i o u s   s o u r ce s   d u to   its   b r o ad ca s n a t u r e.   T h ese  in ter f er en ce s   d eg r ad th co m m u n icatio n   a n d   s o m eti m e s   e v en   b lo ck   i b y   m a k in g   it  d i f f icu lt  f o r   r ec eiv er   to   d ec o d th r ec eiv ed   s i g n al.   T h i n ter f er e n ce   ca n   b f r o m   s i m ilar   tec h n o lo g y ,   d i f f er e n t   tech n o lo g y   o p er atin g   i n   t h e   s a m b a n d   o r   n o is e.   Ma n y   r esear ch   h a v b ee n   ca r r ie d   o u an d   v ar io u s   m ec h a n i s m s   h a v b ee n   p r o p o s ed   to   o v er co m th e f f ec o f   in ter f er e n ce   w ith in   t h s a m te ch n o lo g y .   A ll  th e s e   m ec h a n i s m   lac k   th ab ilit y   to   r ed u ce   o r   m an a g in ter f er en ce   am o n g   d if f er e n tech n o lo g ie s   as  th e y   h a v e   b ee n   d esig n ed   w i th o u co n s id er in g   th i s s u o f   co ex is te n ce .   Mo r eo v er ,   it  is   p r o v en   to   b d if f ic u lt  to   h av e   in ter o p er ab le  in ter f er e n ce   m i tig atio n   a m o n g   v ar io u s   w ir e less   tec h n o lo g ies  a s   t h e y   lack   t h f ea s ib ilit y     o f   co m m u n ica tio n   a m o n g   th e m s el v es.   T h er ef o r e ,   in ter f er en ce   m it ig atio n   f r o m   d i f f er en te ch n o lo g ies  o r   cr o s s   tech n o lo g y   i n ter f er en ce   ( C T I )   m iti g atio n   i s   b ec o m in g   o n o f   th d e m a n d in g   to p ics  in   c o m m u n icatio n   [ 1 4 ] .   T h u n licen s ed   I SM  b an d   is   th m o s cr o w d ed   b an d   w it h   th lar g e s n u m b er   o f   d if f er en tec h n o lo g ies   o p er atin g   in   i t.  T h is   m a k I S b an d   as th m o s t v u l n er ab le  b an d   to   C T I .     3 . 1 .     I S M   ba nd   t ec hn o lo g ies   Mic r o w a v o v en   h ea ts   f o o d   b y   c h an g i n g   ab s o r b ed   m icr o w a v at  2 . 4   GHz   f r eq u en c y   to   ato m i c   v ib r atio n .   W h en   o p er atin g   at   th i s   f r eq u e n c y ,   s o m a m o u n o f   t h w av e s   ar leak ed   t o   th s u r r o u n d i n g .     T h is   r esu lt s   in   i n ter f er en ce   t o   o th er   d ev ices  th at  u til ize  t h is   f r eq u e n c y   b an d .   T h av e r ag o u tp u p o w er     o f   m icr o w av o v e n   is   8 0 0   W att  an d   em i tted   w a v h a s   b an d w id th   o f   ap p r o x i m a tel y   5   MH z.   T h er ef o r e,     if   W SN  o p er ates  at  f r eq u en c y   c lo s to   th ce n ter   f r eq u en c y   o f   2 . 4   GHz ,   it  w ill  e x p e r ien ce   an   e n lar g ed   p ac k et  d r o p   d u to   in ter f er en c f r o m   m icr o w a v leak a g e.   H o w e v er ,   th in ter f er en ce   f r o m   m icr o w a v w o u ld   last   o n l y   f o r   th h ea ti n g   p er io d ,   w h ic h   t y p ica ll y   r a n g f r o m   3 0   m i n u tes to   1   h o u r   [ 8 ] .   I E E E   8 0 2 . 1 5 . 4   s tan d ar d   u s es  o f f s et  q u ad r atu r p h a s e - s h if k e y in g   ( O - QP SK)   m o d u la tio n   w it h   h alf   p u ls s h ap in g .   T h tr an s m is s i o n   o cc u r s   in   o n o f   t h 2 7   n o n   o v er lap p in g   c h a n n el s .   1 6   o f   th e m   w i th   2   MH z   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    17 62   -   17 70   1764   b an d w id t h   a n d   5   MH z   ch a n n e l sp ac in g   ar in   2 . 5   GHz   b an d ,   w h i le  t h r e m ai n in g   1 1   c h an n els ar i n   s u b - GHz   b an d .   T h s tan d ar d   h a s   m a n y   d if f er e n M AC   la y er   p r o to co ls   d ef i n ed   o v er   v ar io u s   v er s io n .   T h s i m p le s o n u s e s   th ca r r ier   s en s m u l tip l ac ce s s   w i th   cle ar   ch a n n e ( C SM A / C A )   co m m u n icat io n .   A t h b eg i n n i n g   o f   an y   tr a n s m i s s io n ,   n o d es  w ill   m ak s u r th c h a n n el  i s   i d le  b y   u s i n g   clea r   ch a n n el  ass es s m en ( C C A ) .     I f   th c h an n el  i s   f o u n d   to   b b u s y ,   it d ef er s   t h co m m u n ica ti o n   f o r   c er tain   p er io d   o f   ti m [ 1 5 - 19 ] .     I E E E 8 0 2 . 1 5 . 1 ,   c o m m o n l y   k n o w n   as  B lu eto o th ,   is   w ir eles s   s p ec if icatio n   f o r   w ir ele s s   p er s o n al  ar ea   n et w o r k   ( W P A N) .   I is   b ei n g   u s ed   b y   v ar iet y   o f   d ev ice s   f o r   s h o r r an g co m m u n icat io n .   So m e   ex a m p le  in cl u d d ata  tr an s f er r in g   b et wee n   m o b ile s ,   lap to p s   an d   tab le ts   [ 2 0 ] .   B lu eto o th   o p er ates  in   2 . 4   GHz   f r eq u en c y   b an d   w it h   7 6   d is ti n ct  c h a n n el s ,   ea ch   1 MH w id e.   I u s e s   f r eq u en c y   h o p p in g   s p r ea d   s p ec t r u m   ( FHS S)  w h ich   ca u s e s   ch a n g o f   th ce n ter   f r eq u en c y   o f   th s ig n al  at  r a te  o f   1 6 0 0 Hz.   T h is   h elp s   it  to   av o id   in ter f er en ce   b u f o r ce s   it   to   o cc u p y   7 6   MH o f   t h 2 . 4   GHz   b an d   o v er   m aj o r ity   o f   t h ti m e.   FHSS   is   la ter   i m p r o v ed   to   a n   u p g r ad ed   v er s io n   k n o w n   a s   a d ap tiv f r eq u e n c y   h o p p in g   ( AFH)   alg o r ith m   w h ic h   allo w s   b lu eto o th   d ev ices  to   ca teg o r ize  o cc u p ied   ch an n el s   b y   W SN  as  b ad ”  ch a n n el s   an d   w ill  b ig n o r ed   d u r in g   ch an n el  s elec tio n .   Ho w e v er ,   th i s   is   u n li k el y   to   h a p p en   in   m o s o f   th ca s es a s   t h W SN sig n als ar lo w   p o w er ed   in   n at u r e.   I n   I E E E 8 0 2 . 1 1   s tan d ar d ,   th e   ca r r ier   s en s e   m u lt ip le  ac ce s s   ( C SM A )   a n d   C SM A / C A   al g o r ith m   ar u s ed   to   tacle   co ex is te n ce   i n te r f er en ce   [ 2 0 ] .   Ho w e v er ,   s t u d y   b y   H u a n g   et  al.   [ 2 1 ]   s h o w s   th at  t h d u to     th b u r s t y   n at u r o f   th e   W iFi ,   C SM s c h e m e   is   n o ab le  to   co m p letel y   u s t h W iFi   w h i te  s p ac es  ( u n u s ed   s p ac es  b et w ee n   W Fi   f r a m es ) .   Mo r eo v er ,   W iFi   tr an s m itter s   ar u n ab le  to   id e n ti f y   t h W SN  s i g n a ls   a s   t h e   clea r   ch an n el  a s s e s s m e n ( C C A )   i n   C SM o n l y   s e n s e s   t h ca r r ier   o f   I E E E 8 0 2 . 1 1   s ig n al s .   Hen ce ,   it  d ep en d s   o n   th C C A   m o d b ein g   u s ed   [ 2 2 ,   2 3 ] .         4.   SYST E M   DE SI G   T h s ch e m p r o p o s ed   in   th i s   p ap er   is   b ased   o n   f o u r   m ai n   m o d u les,  n a m el y ,   in ter f er en ce   esti m atio n ,   f ea t u r ex tr ac tio n ,   M L   clas s if icatio n   an d   lo o k - u p   tab le.   Fig u r e   1   p r esen ts   th o v er all  ar ch itect u r o f     th s ch e m e   w it h   t h ese   m o d u le s .   T h s c h e m ta k es   s a m p led   R SS I   tr ac es  f r o m   P HY  la y er   an d   s to r es   th e m   f o r   p r o ce s s in g .   T h f ir s p r o ce s s   in v o l v ed   is   in ter f er en ce   est i m atio n   ca r r ied   o u b y   th in ter f er en ce   esti m at io n   m o d u le.   I f   t h is   m o d u le  d etec t s   p r esen ce   o f   a n y   i n ter f er en ce ,   f ea t u r e x tr ac tio n   is   e x ec u te d   o n   t h tr ac u s i n g   lig h t w ei g h f ea tu r e x tr ac tio n   m o d u le.   I f   n o   in ter f er en ce   is   d etec ted ,   th m es s ag e   is   p as s ed   to   th lo o k - u p   tab le  d ir ec tl y .   T h ex tr a cted   f ea tu r v ec to r   o f   th R S SI  tr ac is   t h i n p u to   t h M L   cla s s i f icatio n   m o d el  [ 2 4 ]   w h ic h   class if ies  t h in ter f er in g   s i g n al  i n to   o n o f   t h class es,  B lu e to o th ,   W iFi   o r   m icr o w a v o v e n .     T h class i f icatio n   o u tp u w h ic h   is   th t y p o f   i n ter f er en ce ,   i s   p ass ed   to   th e   lo o k - u p   tab le  i n   o r d er   to   ca r r y   o u t   d ec is io n   o n   t h co u n ter m ea s u r to   b u s ed   f o r   d etec ted   in ter f er e n ce   [ 2 5 ] .   T h m it ig at io n   co u n ter m ea s u r e   in f o r m atio n   i s   p ass ed   to   M AC   la y er   to   tak th ac tio n .   T h p r o ce ed in g   s ec tio n s   d escr ib in   d etail     th d es i g n i n g   p r o ce s s   b y   ex p la in i n g   t h d esi g n   o f   ea ch   m o d u le  in   d ep th .           Fig u r e   1 .   Ov er all  ar ch itect u r o f   th s c h e m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         Ma ch in lea r n in g   b a s ed   lig h t w eig h t in terf eren ce   mitig a tio n   s ch eme ...   ( A li S u z a in )   1765   4 . 1 .     Sig na l sa m pli ng   T h e   d e v el o p e d   s ch em u s es   E D   a p p r o a c h   t o   ex t r a c t   f ea tu r e s   an d   i d en t if y   th ty p e   o f   in t e r f e r e n c e .     T h e   E D   v a lu e   is   c o m m o n ly   k n o w n   as   R SS I   v a lu e   an d   r o u g h ly   r e p r es en ts   th e   p o w e r   o f   r e c e iv e d   s ig n al   a   t h e   r e c ei v e r   r a d i o .   I n   d e v e l o p in g   t h e   p r o p o s e d   s c h em e ,   R SS I   v a lu e s   f r o m   ex p e r im en t s   c a r r i e d   o u t   i n   [ 1 3 ]   a r e   u s e d .   T h e s e   r e a d in g s   a r e   al r ea d y   s am p l e d   R S S I   v al u e s   f o r   d i f f e r en t   in te r f e r in g   t e ch n o l o g i es   in   I S b a n d   n am e ly ,   W iF i ,   B lu et o o t h   a n d   m i c r o w av e   o v e n   o b ta in e d   ev e r y   1 6   μ s   in   a   c o n t r o ll e d   ex p e r im e n t .   F ig u r e   2   d e p i c ts   t h e   c o n t r o l l e d   ex p e r im en ta l   s e tu p   u s e d   in   [ 1 3 ]   t o   m e asu r e   th e   R SS I   f o r   d i f f e r e n t   in t e r f e r i n g   te c h n o l o g i es .           Fig u r e   2 .   C o n tr o lled   ex p er i m e n tal  s et u p   u s ed   in   [ 1 3 ]       4 . 2 .     I nte rf er ence   esti m a t io n   I n ter f er en ce   esti m at io n   m o d u l is   co n ce r n ed   w it h   d etec tio n   o f   an y   i n ter f er en ce   in   th e   s a m p led   R SS I   tr ac r ec eiv ed   f r o m   P HY  la y e r .   T h in ter f er en ce   est i m a tio n   m o d u le  r ea d s   s er iall y   t h 1 s   o f   t h R SS I   tr ac e   an d   p er f o r m s   in ter f er en ce   e s t i m atio n   u s i n g   th r e s h o ld .   Fi r s t,  th R S SI  v al u es   ar co n v er ted   to   d B m   b y   ad d in g   an   o f f s et  o f   - 4 5   to   ea ch   s er iall y   r ea d   R S SI  v al u e.   Nex s tep   in v o l v es  f i n d in g   t h in ter f er en c e   th r es h o ld .   T h is   is   d o n b y   f in d in g   t h p o w er   le v el  o f   t h r ec eiv ed   s i g n al  w it h o u i n ter f er e n ce .   W h en     th s i g n a is   ex p o s ed   to   in te r f er en ce ,   th p o w er   le v el  in c r ea s es  as  th i n ter f er e n ce   is   ad d itiv e.   An al y s i s     o f   R S SI  tr ac f o r   d if f er en i n ter f er e n ce   s o u r ce   s h o w s   t h a th p o w er   le v el  o f   t h r ec e iv ed   s i g n al  w it h o u t   in ter f er e n ce   is   t h m o s t r ep ea ted   R SS I   v al u e.   T h er ef o r e,   th is   v alu i s   tak e n   to   b th t h r esh o ld .     T h tr ac p lo ts   also   s h o w   th e r ar s o m v alu e s   w i th   v ar ia tio n   o f   less   th a n   1   d B m   f r o m   th r es h o ld .   T h ese  v alu e s   ar n o s u b j ec to   in ter f er en ce   f r o m   t h e   in ter f er i n g   s o u r ce   b u t h v ar iatio n   i s   d u to     th e n v ir o n m e n tal   co n d itio n s   lik m u ltip at h   p r o p ag atio n .   W ith   t h is   in f o r m a tio n ,   t h s er ies  ar co n v er ted   to     b in ar y   tr ac i n   th e   f o l lo w in g   s tep .   An y   v a lu e   h a v i n g   a   v a r iatio n   le s s   th a n   1 d B m   f r o m   t h t h r es h o ld   o r   an y   v alu e   b elo w   th e   t h r esh o ld   i s   co n v er ted   to   0 .   T h r est  ar c o n v er ted   to   1 .   T h er ef o r e,   in   t h r es u lti n g   b in ar y   tr ac e,   1   r ep r esen ts   s a m p le s   s u b j ec t o   in ter f er en ce   w h i le  0   r ep r esen ts   s a m p les  w it h o u i n t er f er en ce .   I n   th las t   s tag o f   t h m o d u le,   ac tiv r at io   o f   th b in ar y   tr ac is   ca lc u l ated   u s i n g   ( 1 ) .   I f   th ac ti v r atio   is   g r ea ter   th a n   0 ,   th m o d u le  esti m ates  t h at  t h r ec eiv ed   s ig n al  is   ex p o s ed   to   in ter f er en ce .   I f   th ac ti v r atio   is   eq u al  to   0 ,     it d ec id es th at  t h s i g n al  i s   n o t   s u b j ec t to   an y   in ter f er en ce .          =               1                      ( 1)     4 . 3 .     F e a t ure  ex t ra ct io n   T h is   m o d u le   ai m s   at  f i n d in g   t h te m p o r al  f ea tu r es  o f   t h g e n er ated   b in ar y   s ig n al  f r o m   i n t er f er en ce   esti m atio n   m o d u le.   T h f ea t u r es e x tr ac ted   in   t h i s   p r o j ec t a r lis ted   in   t h f o llo w i n g .     Ma x i m u m   c h an n el  u s a g d u r a tio n     Ma x i m u m   c h an n el  clea r   d u r at io n     C h a n n el  u s ag e   r atio     P er io d icity   w h ich   d escr ib es a   u n iq u tr an s m is s io n   p atter n   o f   w ir eles s   s i g n al   T w o   m o d els  ar e   cr ea ted   to   ex tr ac th e s f ea t u r es  a n d   t h o n w it h   less er   m e m o r y   co n s u m p tio n   i s   s elec ted   to   b u s ed   in   th f i n al  s ch e m e.   I n   b o th   m o d els,  t h s a m m e th o d s   ar u s ed   to   f in d   t h f ir s th r ee   f ea t u r es  b u d i f f er e n m et h o d s   ar u s ed   to   f i n d   th e   las f ea t u r e,   p er io d icit y .   Mo d el  1   u s e s   Fas t   Fo u r ier   T r an s f o r m   ( FF T )   to   esti m ate  th p er io d icit y   o f   th b in ar y   s ig n al  w h ile  th p r o p o s ed   lig h t w ei g h m et h o d   is   u s ed   to   est i m ate  th p er io d icit y   i n   m o d el  2 .   T h m et h o d s   f o r   th f ea t u r ex tr ac tio n   ar f u r t h er   d escr ib ed     in   th f o llo w i n g :     M a x im u m   ch an n e l u s ag d u r ati o n : T h is   r e p r es en t s   th m ax im u m   d u r a ti o n   f o r   w h i ch   th e   s ig n a l   is   ex p o s e d   t o   e x t e r n al   in te r f e r e n c e .   I t   i s   f o u n d   b y   c al c u l a ti n g   th e   m ax im u m   d u r a t i o n   f o r   w h ich   th e   b in a r y   s i g n a c o n t in u es  w ith   th e   v a lu e   1 .     M a x im u m   ch an n e l   c l ea r   d u r a t io n :   T h i s   r e p r es en t s   th e   m ax im u m   d u r a ti o n   f o r   w h i ch   t h e   s ig n a l   i s   n o t   ex p o s ed   t o   e x t e r n al   in t e r f e r en c e .   I t   is   f o u n d   b y   ca l cu l at in g   th e   m ax im u m   d u r at i o n   f o r   w h ic h   t h e   b i n a r y   s i g n al  c o n t in u es   w ith   th e   v a lu e   0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    17 62   -   17 70   1766     C h an n e l   u s a g e   r a t i o :   T h i s   i s   t h e   s am e   as   th e   a c t iv e   r at i o   c a l cu l a te d   in   in t e r f e r en c e s t im a ti o n   m o d u l e.     S o ,   t h e   v a lu e   f o r   a c t iv e   r a ti o   i s   u s e d   in s te a d   o f   c a lc u l a t in g   i t   ag a in   in   o r d e r   t o   s a v e   th e   c o m p u t a t i o n     a n d   m em o r y .     Pr o p o s e d   l i g h tw eig h t   m e th o d   to   e s t im a te   p e r i o d i c i ty :   T h i s   m e t h o d   es t im at e s   t h e   p e r i o d i c i ty   b y   d et e r m in in g   t h n u m b e r   o f   r e p e a t e d   d u ty   cy c l es   in   th b in a r y   s ig n a l .   T h b i n a r y   p l o ts   f o r   m i c r o w av e   o v en   i n t e r f e r en ce   s h o w s   th a t   t h e   d u ty   cy c l c o n s is t s   o f   r eg u l a r   tim e   in te r v al   o f   b u s y   c h a n n el   an d   i d le   ch an n e l .   A n a ly s is   o f     t h e   b i n a r y   t r a c es   f o r   W i F i   s h o w s   th at   i t   h as   r eg u l a r ly   t r an s m it t e d   b e a c o n s .   E v en   if   th e r e   i s   a   d a ta   t r af f i c,     t h e   t r an s m it t e d   d a t a   is   u s u a l ly   a r o u n d   t h e   b e a c o n s .   S o ,   d u r in g   a n d   a r o u n d   a   b e a c o n   t r an s m is s i o n ,   th e   ch an n el  i s   s u b je c t   t o   in te r f e r en c e ,   w h i l e   th e   d u r a ti o n   b e tw ee n   b e a co n s ,   th e   ch an n e is   c l ea r   o f   th e   i n t e r f e r en c e .   B l u e t o o th   t r a c es   s h o w   r eg u l a r ly   t r a n s m it t e d   s p ik es .   Du r in g   a n d   a r o u n d   th es e   s p ik es ,   th ch an n e l is   s u b je c t e d   t o   i n t e r f e r en c e .   O th e r   th an   th a t ,   i t   i s   f r ee   o f   in t e r f e r en c e .   T h e r e f o r e ,   th e   d u ty   cy c l e   f o r   e a c h   in t e r f e r in g   t e c h n o l o g y   c o n s i s t s   o f   ch an n el   c l e a r   d u r a t i o n   an d   ch an n e l   b u s y   d u r a ti o n .   H en c e ,   ( 2 )   is   u s e d   t o   c a l cu l at   t h e   n u m b e r   o f   r e p e a t e d   d u ty   cy c l e s   o r   p e r i o d i ci ty   in   b in a r y   s ig n a l .           =                       +             ( 2)     T h d ef au lt  b ea co n   i n ter v al   f o r   W iFi   is   1 0 2 . 4 m s   [ 7 ] .   T h s u m   o f   m ax i m u m   c h an n el   cle ar   d u r atio n   an d   m a x i m u m   ch a n n el  b u s y   d u r atio n   ( d u t y   c y c le  d u r a tio n )   f o r   W iFi   s h o u ld   n o ex ce ed   th i s   v alu e.     T h B lu eto o th   a n d   m icr o w a v o v en   tr ac es   s h o w   t h eir   d u t y   c y cle   d u r atio n s   ar al w a y s   l ess   t h a n   t h i s   v al u e .   Un d er   h ea v y   d ata  tr af f ic,   th e   d u t y   c y cle  f o r   W iFi   ex ce ed s   th is   v al u e.   T h er ef o r e,   in   o r d er   to   k ee p   th d u ty   c y cle  al w a y s   w it h i n   t h is   l i m it,   th f o llo w i n g   co n d itio n   is   u s e d   w h ile  ca lc u lati n g   t h p er io d icit y .   I f   th e   s u m   o f   m ax i m u m   ch a n n el  b u s y   ti m a n d   m a x i m u m   c h an n el  clea r   ti m 1 0 2 . 4 m s ,   p er io d icit y   is   g iv en   b y   ( 3 )         =                 102 . 4           ( 3)     Fro m   co m p u ta tio n ,   t h p r o p o s ed   lig h t w ei g h m et h o d   is   f o u n d   to   b m o r ac cu r ate  in   esti m ati n g   p er io d icity .   Mo r eo v er ,   t h m e m o r y   p r o f ile   o f   t h m et h o d   s h o w s   it  co n s u m e s   le s s   m e m o r y   co m p ar ed   to   FF T .   Hen ce ,   th p r o p o s ed   m et h o d   is   p r o v en   to   b lig h t w eig h t.     4 . 4 .     M a chine le a rning   m o de l - decisi o n t re e   T h s ch e m p r o p o s ed   in   th i s   p ap er   n ee d s   t o   class i f y   t h t y p o f   in ter f er in g   s i g n al   f o r   a n   ex tr ac ted   f ea t u r s et.   T h er ef o r e,   s u p er v is ed   lear n in g   m o d el  is   n ee d e d .   T h f ir s r eq u ir e m en t   to   d ev elo p   s u p er v is ed   m ac h in lear n in g   m o d el  is   to   h av an   ap p r o p r iate  d ata s et.   I n   o r d er   to   g en er ate  th r eq u i r ed   d ataset,     f ea t u r ex tr ac tio n   is   ca r r ied   o u u s i n g   th d ev elo p ed   f ea tu r ex tr ac tio n   m et h o d   o n   7 0   d if f er en tr ac es.     On ce   t h d ataset  i s   g e n er ated ,   th M L   m o d el  d ev e lo p m en t   p r o ce d u r is   ca r r ied   o u t.  Firstl y ,   t h d ataset   is   r an d o m l y   s p lit  i n to   tr ain   d ata   an d   test   d ata.   7 0 o f   t h d at aset  is   s p lit  as  tr ai n   d ata  an d   3 0 in to   test   d ata.     T h tr ain   d ata  is   u s ed   f o r   d ev elo p in g   a n d   tr ain i n g   th e   m o d el  w h ile  te s d ata  is   u s ed   f o r   v al id atin g     th d ev elo p ed   m o d el.   T w o   m o d els,  n a m el y ,   d ec is io n   tr ee   m o d el  a n d   lo g i s tic   r e g r ess io n   m o d el  ar d ev e lo p ed   s ep ar atel y .   Fo r   th f i n al  s c h e m e,   th m o d el  w it h   t h least  m e m o r y   co n s u m p tio n   a n d   h i g h   ac cu r ac y   is   u s ed .     I n   b o th   m o d els,  t h f o u r   n u m er ic  attr ib u tes  o f   th d at aset  ( p er io d icity ,   b u s y   ti m e,   ch an n el  u tili za tio n     an d   id le  ti m e )   w i ll  b u s ed   as  in p u t s   to   th m o d els.  T h d ec is io n   tr ee   is   b u ilt  u s i n g   C AR T   alg o r ith m   w it h   attr ib u te  s elec tio n   m ea s u r es   ( A SM)   as  g i n in d e x .   Fi g u r e   3   p r esen t s   t h g e n er ated   tr ain ed   d ec is io n   tr ee .     Fro m   s i m u latio n ,   it  is   f o u n d   th at  t h d ec is io n   tr ee   is   m o r ac cu r ate  an d   lig h t w ei g h co m p ar ed   to   lo g is ti c   r eg r ess io n   m o d el.   Hen ce ,   t h d ec is io n   tr ee   is   co n s id er ed   to   b th ML   m o d el  i n   t h f i n al  s ch e m e.     4 . 5 .     L o o k up   t a ble   T h e   l o o k - u p   t a b le   t ak es   ML   c la s s if i c at i o n   m o d e l   o u t p u t   as   its   in p u t   an d   ch o o s e s   t h e   m o s t   ap p r o p r i a t e   c o u n t e r m e asu r e   f o r   th e   ty p e   o f   in p u t   i n t e r f e r en c e .   T h e   t ab l e   i s   c r e a t e d   f r o m   o b s e r v at io n s   s t a t e d   in   [ 7 ,   8 ]     o n   d if f e r en t   c o u n te r m e a s u r es   f o r   i n te r f e r e n c e   i n   W S N .   T h es e   o b s e r v at i o n s   s t at e   th at   e a ch   in te r f e r in g   t e ch n o l o g y   s h a p e s   th e   in t e r f e r e d   ch an n e in   p a r t i cu la r   w ay .   S o   d if f e r en t   c o u n t e r m e as u r e s   w i ll   w o r k   f o r   d i f f e r en ty p es   o f   i n te r f e r en c e .   F o r   in s ta n c e ,   m ic r o w av e   o v en   u ti l iz e s   th e   ch a n n e l   h e av ily   w ith   a   s l o w   b u t   s t e a d y   a n d   tim e ly   t r a n s m is s i o n .   T h e   t r an s m is s i o n   h a s   r eg u l a r   o n - o f f   p e r i o d s .   S o ,   t h e   t r a n s m is s i o n   o r   in t e r f er e n c e   p e r i o d s   ca n   b a v o i d e d   b y   s en d in g   th e   p a ck ets   in   a   r eg u l a r ly   s c h e d u l e d   m an n e r   [ 7 ]   o r   i n   o th e r   w o r d s ,   b y   u s in g   p a c k e t   s c h e d u l e   t r a n s m is s i o n .   H en c e ,   if   th e   in p u t   t o   th l o o k - u p   t a b le   is   m i c r o w av o v en   in te r f e r en c e ,   i t   w il ch o o s p a ck e s ch e d u l in g   a s   th e   c o u n t e r m e asu r e .     O n   th e   o th e r   h an d ,   W i Fi   u ti l iz e s   t h e   ch an n e v e r y   d e e p ly   f o r   a   l o n g   p e r i o d   o f   t im w i th   h e av y   d at t r a f f i c .   Un lik e   m i c r o w av e   o v en   t r an s m is s i o n ,   i t   d o es   n o t   h av e   a   r eg u l a r   o n - o f f   t r an s m is s i o n   p a t t e r n .   S o ,   th e   b e s t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         Ma ch in lea r n in g   b a s ed   lig h t w eig h t in terf eren ce   mitig a tio n   s ch eme ...   ( A li S u z a in )   1767   m e th o d   t o   a v o i d   W iF i   in t e r f e r e n c e   w o u l d   b e   t o   c h an g e   t h e   cu r r en t   t r an s m i t tin g   ch an n e l   [ 8 ] .   T h e r e f o r e ,     t h e   l o o k - u p   t a b l e   d e c i d e s   ch an n e l   s w i t ch i n g   as   t h e   m o s t   a p p r o p r i a t e   c o u n t e r m e asu r e   w h en   th e   ty p e   o f   in p u t   i n te r f e r en c e   is   W iF i .   U n l ik e   W i F i   an d   m ic r o w av e   o v en ,   b lu e t o o th   h as   th l e as t   i n t e r f e r en c e   ef f ec t   o n   W SN  s ig n a l .   I n   a d d it i o n ,   b l u et o o t h   in t e r f e r en ce   o c c u r s   r a n d o m ly   as   i t   u s es   a d a p t iv e   f r e q u en cy   h o p p i n g   m ec h a n i s m   t o   t r a n s m i d a t o n   ch an n e ls .   S o ,   th e   b es t   w ay   t o   av o i d   b lu e t o o t h   in t e r f e r en c w o u l d   b t o   r em a in   in   t h e   ch an n el  a n d   r et r an s m it   if   p a ck e c o l li s i o n   o cc u r s   [ 7 ] .   T h e   p a ck et   co l l i s i o n   c an   b d e t ec t e d   b y   u s i n g   A C Ks .   H en ce ,     i f   th e   d e t e ct e d   i n t e r f e r en c e   i s   B l u e t o o th ,   t h e   l o o k - u p   t ab l e   w i l l   ch o o s e   r e t r an s m is s io n   w i th   A C K   a s     t h e   c o u n t e r m ea s u r e .   T a b l e   1   i llu s t r a t es   th e   l o o k - u p   t a b l e   u s e d   i n   th e   d ev el o p e d   s ch em e .           Fig u r e   3 .   T r ain ed   d ec is io n   tr ee       T ab le  1 .   L o o k - u p   tab le   I n t e r f e r e n c e   t y p e   M i t i g a t i o n   st r a t e g y   W i F i   C h a n n e l   sw i t c h i n g   M i c r o w a v e   o v e n   P a c k e t   sc h e d u l i n g   B l u e t o o t h   A C K   -   r e t r a n smiss i o n       5.   SCH E M E   E VA L UA T I O   I n   ad d itio n   to   th p r o p o s ed   s ch e m e,   t w o   m o r s c h e m e s   w er co n s tr u cted .   On o f   th e m   w a s   d ev elo p ed   w i th   F FT   f ea tu r ex tr ac tio n   m eth o d   an d   d ec is i o n   tr ee   class if icatio n   m o d el.   T h o th er   o n u s es  p r o p o s ed   lig h t w eig h f ea t u r ex tr ac tio n   m et h o d ,   b u lo g is ti r eg r ess io n   as  t h M L   m o d e l.  I n   o r d er   to   p r o v e   th p r o p o s ed   s ch e m is   li g h t w ei g h t,  an   an a l y s is   o f   m e m o r y   co n s u m p t io n   is   co n s id er ed .   T h an al y s i s   is   d o n e   f ir s t b y   p r o f ili n g   t h r u n n i n g   m e m o r y   f o r   th d ev elo p ed   s ch e m an d   o t h er   co n s tr u cted   s c h e m es.  I n   ad d itio n   to   th is   m e m o r y   p r o f ili n g ,   d i f f er en f ea t u r ex tr ac t io n   m e th o d s   u s ed   ar also   co m p ar ed   to   s ea r ch   f o r   th m o s t   lig h t w ei g h t o n e.       Fig u r 4   s h o w s   m e m o r y   p r o f iles   f o r   f ea tu r e x tr ac tio n   m et h o d s   u s ed   to   d ev elo p   th s ch e m e.     T h r ed   lin p lo in   th g r ap h   s h o w s   m e m o r y   p r o f ile  f o r   f ea t u r ex tr ac tio n   m et h o d   u s i n g   F FT .   T h g r ee n   lin s h o w s   t h p r o f ile  f o r   th p r o p o s ed   lig h w e ig h m et h o d   to   ex tr ac t f ea t u r es.  Fro m   th f i g u r e,   it c an   b o b s er v ed   th at  t h FF T   m et h o d   h a s   a   r u n n i n g   m e m o r y   o f   6 8 MiB   w h ile  t h p r o p o s ed   lig h t w ei g h t   m et h o d   co n s u m e s     37   MiB   o f   m e m o r y .   T h 3 1   MiB   r ed u ctio n   o f   m e m o r y   co n s u m p t io n   s h o w s   t h at   t h p r o p o s ed   m et h o d   is   m o r e   lig h t w ei g h t h an   th e   FF T   m eth o d .   T h co m p le x it y   o f   F FT   m a k es   it  m o r m e m o r y   in te n s i v a n d   s lo w   co m p ar ed   to   th p r o p o s ed   lig h t w ei g h m eth o d .   Fig u r 5   s h o w s   m e m o r y   p r o f i l es f o r   d i f f er e n s ch e m e s   cr ea te d .   I t c an   b o b s er v ed   t h at  t h d ev elo p ed   s ch e m h as  m e m o r y   o f   7 5 . 9   MiB ,   th s ch e m w it h   l o g is tic  r e g r ess io n   h as  m e m o r y   o f   7 8 . 3   MiB     an d   th s ch e m w it h   FF T   h as  8 8 . 2   MiB   m e m o r y .   So ,   th d ev elo p ed   s ch e m ( in   r ed   co lo u r )   h as  1 4 m e m o r y   i m p r o v e m en co m p ar ed   to   th s ch e m w it h   FF T   as  f ea tu r ex tr ac tio n   m et h o d .   T h is   i m p r o v e m en is   d u to     th les s er   m e m o r y   co n s u m p tio n   o f   t h p r o p o s ed   lig h t w ei g h m eth o d   u s e d   f o r   f e atu r ex tr ac tio n   i n     th d ev elo p ed   s ch e m e.   A s   m en tio n ed   in   t h p r ev io u s   s ec ti o n ,   FF T   u s es  in te n s i v ca lcu l atio n s   an d   is   m o r e   co m p le x   co m p ar ed   to   th p r o p o s ed   lig h t w eig h m et h o d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    17 62   -   17 70   1768   Fro m   Fi g u r 5 ,   t h co m p ar i s o n   o f   m e m o r y   u s ed   b et w ee n   t h s ch e m e   w it h   lo g is t ic  r eg r e s s io n   as   M L   m o d el   an d   t h p r o p o s ed   s ch e m il lu s tr ates   th at   t h p r o p o s ed   s ch e m co n s u m e s   3 %   les s   m e m o r y .   T h is   s h o w s   th at  d ec is io n   tr ee   m o d el  u s ed   in   t h p r o p o s ed   s ch e m is   m o r lig h t w eig h t h a n   th lo g is ti r eg r ess io n   m o d el.   L o g i s tic  r e g r ess io n   m o d el  in v o lv e s   f in d i n g   lo g i ts ,   p r o b ab ilit y   a n d   cr o s s - e n tr o p y   f u n cti o n   f o r   ea c h   i n p u t   attr ib u te  w h ich   m a k es  i co m p u tat io n all y   i n te n s i v e.   Hen ce ,   it  co n s u m e s   m o r m e m o r y   th a n   t h s i m p l e   d ec is io n   tr ee .   T h d ec is io n   tr ee   h as  1   r o o n o d an d   3   in ter n al  n o d es,   s o ,   it  is   f air l y   s i m p le  an d   u s es  le s s   m e m o r y   to   m a k clas s if icatio n .           Fig u r e   4 .   Me m o r y   p r o f iles   f o r   f ea t u r ex tr ac tio n   m et h o d s           Fig u r 5 .   Me m o r y   p r o f ile  f o r   d if f er e n t sc h e m es c r ea ted       I n   o r d er   to   ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   s ch e m e,   i ts   v alid atio n   an d   p r ec is io n   ac cu r ac y   i s   co m p ar ed   w i th   s c h e m es  in   [ 7 ,   8 ]   an d   [ 1 3 ] .   T a b le  2   d ep icts   t h is   co m p ar is o n .   I n   [ 8 ]   a n d   [ 1 3 ] ,   th s ch e m p r ec is io n   ac cu r ac y   f o r   d if f er e n cla s s e s   w er n o g i v en   s o   t h p r ec is io n   is   o n l y   co m p ar ed   w it h   s c h e m i n   [ 7 ] .   As  ca n   b s ee n ,   th p r o p o s ed   s ch e m h a s   p r ec is io n   o f   1 0 0 in   d etec tin g   W iFi   an d   Mic r o w a v o v e n   in ter f er e n ce   w h ile  9 0 p r ec is io n   i n   d etec ti n g   B lu eto o th   i n ter f er e n ce .   T h s ch e m i n   [ 2 ]   h as  p r ec is io n   o f   9 9 . 0 5 %   in   d etec tin g   W iFi ,   1 0 0 in   d etec tin g   Mic r o w av e   o v en   i n ter f er e n ce   an d   9 0 p r ec is io n   in   d etec ti n g   B lu eto o th   in ter f er en ce .   T h is   s h o w s   t h at  th p r ec is io n s   ar alm o s s i m ilar   f o r   b o th   s ch e m e s   ex ce p f o r   B lu eto o th .   I n   b o th   s ch e m es,  B lu eto o th   h a s   les s   p r ec is io n   c o m p ar ed   to   o th er   clas s es.  B lu eto o th   u s e s   ad a p tiv e   f r eq u en c y   h o p p in g   ( A FH)   an d   ch a n g e s   to   u n u s ed   o r   less   u s e d   ch an n el s   w h en   m an y   co lli s i o n s   ar d etec ted   o n   ch an n el.   T h er ef o r e,   d etec tio n   o f   B lu eto o th   is   m o r c h alle n g i n g   co m p ar ed   to   m icr o w av e   o v en   w h ic h   e m it s   r ad iatio n   in   r eg u lar   o n - o f f   p atter n   w h ile  W iFi   p er io d icity   i s   al w a y s   less   t h an   ar o u n d   1 6 μ s .   So ,   th e y   ar e   ea s ier   to   id en tify .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         Ma ch in lea r n in g   b a s ed   lig h t w eig h t in terf eren ce   mitig a tio n   s ch eme ...   ( A li S u z a in )   1769   T ab le  2 .   P er f o r m a n ce   co m p ar i s o n   o f   t h d ev elo p ed   s ch e m e   S c h e me   B l u e t o o t h   P r e c i s i o n   W i F i   P r e c i si o n   M i c r o w a v e   o v e n   P r e c i si o n   V a l i d a t i o n   a c c u r a c y   P r o p o se d   sch e me   9 0 %   1 0 0 %   1 0 0 %   9 5 . 2 4 %   [ 7 ]   9 7 . 4 1 %   9 9 . 0 5 %   1 0 0 %   9 6 . 4 6 %   [ 1 3 ]   -   -   -   9 2 . 9 %   [ 8 ]   -   -   -   7 0 %       T h s ch e m i n   [ 8 ]   h as  a   lo w   v alid atio n   ac cu r ac y   o f   7 0 wh ile  s ch e m e   in   [ 1 3 ]   h as  9 2 . 9 ac cu r ac y .   Sch e m in   [ 8 ]   is   o n l y   a n   i n ter f er en ce   clas s i f icatio n   s ch e m e.   I is   n o ac co m p a n ied   w it h   a n y   m iti g atio n   s tr ateg y .   T h s ch e m i n   [ 1 3 ]   is   m iti g atio n   s ch e m w h ic h   ch o o s es  d if f er e n co u n ter m e asu r es  f o r   d etec ted   in ter f er e n ce .   As  ca n   b s ee n   f r o m   th e   tab le,   th e   d ev elo p ed   s ch e m h as  9 5 . 2 4 ac cu r ac y   w h ich   is   h i g h   co m p ar ed   to   o th er   t w o   s ch e m es.  Sch e m in   [ 7 ]   h as  v alid atio n   ac cu r ac y   o f   9 6 . 4 6 %,  w h ich   i s   h i g h er   t h a n     th p r o p o s ed   s ch e m e.   Ho w e v er ,   th e   s c h e m e   i n   [ 7 ]   u s e s   f i x ed   s et   o f   r u les  to   b u ild   d ec is io n   tr ee   f o r   class i f icatio n .   T h p r o p o s ed   s ch e m u s e s   tr ain ed   d ec is io n   tr ee   f r o m   d atase to   m a k th clas s i f icatio n .   T h is   m ea n s   th d ev elo p ed   s c h e m ca n   b tr ain ed   f o r   d i f f e r en d atasets .   I ca n   b m ad ad ap tiv to   ch an g es     in   t h w ir eless   e n v ir o n m en t.  T h is   ca n n o b p o s s ib le  w it h   s c h e m i n   [ 7 ]   as  it  u s es  f ix ed   d ec is io n   tr ee .     So ,   th s c h e m p r o p o s ed   is   m o r ad ap tiv th an   th e   o n i n   [ 7 ] .   T h is   g u ar a n tees  th p r o p o s ed   s ch e m e   to   d eliv e r   g o o d   p er f o r m an ce   ac c u r ac y   ir r esp ec tiv o f   t h w ir eles s   en v ir o n m en t.       6.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   ML   b ased   lig h t w ei g h in ter f er en ce   m i g r atio n   s ch e m f o r   W SN  is   p r esen ted .     T h s ch e m u s es  lig h t w ei g h m eth o d   to   esti m ate  t h in ter f er in g   s i g n a f ea t u r es  an d   lig h t w eig h d ec is io n   tr ee   to   id en tify   th t y p o f   in ter f er e n ce .   T h is   in f o r m at io n   is   f ed   to   lo o k - u p   tab le  to   d ec id th b est  m iti g atio n   s tr ateg y   f o r   t h d et ec ted   in ter f er en ce .   E v al u atio n   o f   t h p r o p o s ed   s ch e m e s   m e m o r y   p r o f ile   s h o w s   1 4 %   m e m o r y   s a v i n g   co m p ar ed   to   s ch e m w it h   FF T   as  p er io d icit y   est i m a tio n   tec h n iq u a n d   3 le s s   m e m o r y   w h e n   co m p ar ed   to   lo g i s tic  r e g r ess io n   a s   M L   m o d el.   T h is   p r o v es  th e   d ev elo p ed   s ch e m e     is   li g h t w ei g h t.  T h v alid atio n   te s u s in g   test   d ata  s h o ws  t h p r o p o s ed   s ch e m e   is   v er y   ac c u r ate  w it h     an   ac c u r ac y   o f   9 5 . 2 4 %.  Du e   t o   th u s e   o f   tr ain ed   d ec i s io n   tr ee ,   th p r o p o s ed   s ch e m e   is   ab le  to   d eliv er   a   g o o d   p er f o r m a n ce   ac c u r ac y   ir r esp ec tiv o f   t h w ir eles s   en v ir o n m e n t.       ACK NO WL E D G E M E NT   T h au t h o r s   w i s h   to   e x p r ess   th eir   g r atit u d to   Mi n i s tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n   ( MO HE ) ,   Ma la y s i a     an d   R e s ea r ch   Ma n a g e m e n C en ter   ( R M C ) ,   Un iv er s iti  T ek n o lo g Ma la y s ia  f o r   th f i n a n cial  s u p p o r o f   th i s   p r o j ec u n d er   F R GS/1 /2 0 1 9 /T K0 4 /UT M/0 2 /4 4   g r an n o :   R J 1 3 0 0 0 0 . 7 8 5 1 . 5 F1 7 4   titl ed   Ma ch i n L ea r n i n g   b ased   I n ter f er en ce   Miti g atio n   Sch e m in   W ir eles s   Se n s o r   N et w o r k   f o r   I n ter n et - of - T h i n g s   ( I o T )   A p p licatio n s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   F .   Ya o ,   S .   H.  Ya n g ,   W .   Zh e n g ,   M it ig a ti n g   in terf e re n c e   c a u se d   b y   IEE 8 0 2 . 1 1   b   i n   th e   IE EE   8 0 2 . 1 5 .   4   W S w it h in   th e   e n v iro n m e n o f   s m a rt  h o u se ,”   2 0 1 0   IEE In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   S y ste ms ,   M a n   a n d   Cy b e rn e ti c s p p .   2 8 0 0 - 2 8 0 7 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   N.  H.  M a h a li n ,   H.  S .   S h a rif a h ,   S .   K.  S .   Yu so f ,   N.  F isa l,   a n d   R .   A .   Ra sh id ,   RS S m e a su re m e n ts  f o e n a b li n g   IEE E8 0 2 . 1 5 . 4   c o e x isten c e   w it h   IEE E8 0 2 . 1 1 b /g . ,”   T ENCON  2 0 0 9 - 2 0 0 9   IE EE   Reg io n   1 0   C o n fer e n c e ,   2 0 0 9 .   [3 ]   M.   A .   S a rij a ri,   A n th o n y   L o ,   M .   S .   A b d u ll a h ,   S .   H.  De   G ro o t,   I.   G .   M .   M .   Nie m e g e e rs,  Ro z e h a   A .   Ra sh id ,   Co e x isten c e   o f   He tero g e n e o u a n d   Ho m o g e n e o u T e c h n o l o g ies   in   S m a rt  G rid   Ho m e   A re a   Ne tw o rk ,”   2 0 1 3   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   P a ra ll e a n d   Distri b u ted   S y ste ms ,   S e o u l,   S o u th   K o re a ,   15 - 1 8   De c   2 0 1 3 .   [4 ]   Ro z e h a   A .   Ra sh id ,   M .   Re z a n   Re sa t,   M .   A .   S a rij a ri,   N.  M a h a li n ,   M .   S .   A b d u ll a h ,   A .   H.  F .   A .   Ha m id ,   P e rf o rm a n c e   In v e stig a ti o n o n   F re q u e n c y   Ag il e   En a b led   T e lo sB  T e stb e d   in   Ho m e   A re a   Ne t w o rk ,”   2014   IEE 2 n d   In ter n a ti o n a l   S y mp o si u m o n   T e lec o mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g ies   ( IS T T ) ,   L a n g k a w i ,   M a lay sia ,   2 4 - 2 6   N o v e m b e r,   2 0 1 4 .   [5 ]   A .   H.  F .   A .   H a m id ,   Ro z e h a   A .   Ra sh id ,   L y e   Ko n g   W e n g ,   N.  F i sa l ,   IEE E8 0 2 . 1 1   I n terf e re n c e   M a n a g e m e n f o W irelss   S e n so No d e ,”   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Po we r,  E n e rg y ,   a n d   Co mm u n ic a ti o n   S y ste ms   ( IPE CS ) ,   P e rli s,   M a la y sia ,   2 4 - 2 5   A u g u st,  2 0 1 5 .   [6 ]   K.  R.   Ch o w d h u ry   a n d   I.   F .   A k y i ld iz,  In terf e re c las si f ica ti o n ,   c h a n n e se lec ti o n   a n d   tran sm issio n   a d a p tatio n   f o r   w irele ss   se n so n e tw o rk s ,”   2 0 0 9   I EE In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Co mm u n ica ti o n s ,   p p .   1 - 5 ,   J u n   2 0 0 9   [7 ]   S .   Zac h a rias ,   T .   Ne w e ,   S .   O’K e e ff e ,   a n d   E.   L e w is ,   A   li g h twe ig h c las si f ica ti o n   a lg o rit h m   f o e x te rn a so u rc e o f   in terf e re n c e   in   IEE 8 0 2 . 1 5 . 4 - b a se d   w irele ss   s e so n e tw o rk s ,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o Dist rib u ted   S e n so r   Ne two rk ,   v o l.   1 0 ,   n o .   9 ,   p p .   2 6 5 - 2 8 6 ,   2 0 1 4 .   [8 ]   M e n g   Ho u ,   F e n g y u a n g   R e n ,   Ch u a n g   L in ,   M a o   M iao ,   HEIR:  He tero g e n e o u In terf e re n c e   Re c o g n it io n   f o W irele ss   S e n so r   Ne tw o rk ,”   Pro c e e d in g o f   IEE In ter n a ti o n a S y mp o siu o n   a   W o rld   o W ire les s,  M o b il e   a n d   M u l ti me d i a   Ne two rk s ,   S y d n e y ,   NSW ,   A u stra li a ,   0 9   Oc to b e 2 0 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    17 62   -   17 70   1770   [9 ]   S .   Dia z ,   D.  M e n d e z   a n d   R.   Kra e m e r ,   ICI - In terfe re n c e   c h a ra c teriz a ti o n   a n d   id e n ti f ica ti o n   f o W S N ,”   2017  W ire les T e lec o mm u n ica ti o n S y mp o siu ( W T S ) ,   Ch ica g o ,   IL ,   p p .   1 - 7 2 0 1 7 .     [1 0 ]   S im o n e   G ri m a ld i,   A a m ir   M a h m o o d ,   Re a l - ti m e   In terfe re n c e   Id e n ti f ica ti o n   v ia   S u p e rv ise d   Lea rn in g A   Co e x i ste n c e   F ra m e w o rk   f o M a ss iv e   Io T   Ne t w o rk s ,”   a rX iv   p re p rin a r X iv :1 8 0 9 . 1 0 0 8 5 ,   S e p t   2 0 1 8 .   [1 1 ]   S .   G ri m a ld i,   A .   M a h m o o d ,   a n d   M .   G id lu n d ,   A n   S V M - b a se d   m e th o d   f o c las si f ica ti o n   o f   e x tern a l   in terf e re n c e   in   in d u strial  w irele ss   se n so a n d   a c t u a to n e tw o rk s ,”   J o u rn a o S e n so r a n d   Actu a t o r Ne two rk s ,   v o l.   6 ,   n o .   2 ,   2 0 1 7 .   [1 2 ]   M .   A .   A lsh e ik h ,   S .   L in ,   D.  Niy a to ,   a n d   H. - P .   T a n ,   M a c h in e   lea rn in g   in   w irele ss   s e n so n e tw o rk s:  A lg o rit h m s,  stra teg ies ,   a n d   a p p li c a ti o n s ,”   IEE Co mm u n ica ti o n S u rv e y &   T u to ria ls v o l.   16 ,   n o .   4 ,   p p .   1 - 2 3 ,   M a y   2 0 1 4 .   [1 3 ]   A n w a Hith n a w i,   Ho ss e in   S h a fa g h ,   T IIM T e c h n o l o g y - In d e p e n d e n I n terf e re n c e   M it ig a ti o n   fo L o w - p o we r   W irele ss   Ne t w o rk s ,”   Pro c e e d in g o th e   1 4 t h   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   In fo rm a t io n   Pro c e ss in g   in   S e n s o r   Ne two rk s 2 0 1 5 .   [1 4 ]   Iy e r   V. ,   H e rm a n s   F . ,   Vo i g t   T . ,   De t e c t i n g   a n d   A v o i d i n g   M u l t i p l e   S o u r c e s   o f   I n t e rf e re n c e   i n   t h e   2 . 4   G H z   S p e c t r u m ,”   E u r o p e a n   C o n f e r e n c e   o n   W i r e le s s   S e n s o r   N e t w o r k s ,   v o l .   8 9 6 5 ,   p p .   3 5 - 51,   S p r i n g e r ,   2015.     [1 5 ]   A n w a r   H i t h n a w i ,   L o w - p o w e r   W ir e l e ss   S y s t e m s   C o e x i s te n c e ,”   T h e si s ,   D o c t o r   o f   S c ie n c e ,   ET H   Z u r i c h ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   S .   Zac h a rias ,   Ef f e c ts,  c las si f ic a ti o n   a n d   m it ig a ti o n   o f   e x tern a in terf e re n c e   in   IEE E   8 0 2 . 1 5 . 4   b a se d   se n s o r   n e tw o rk s ,”   T h e sis,  Do c to o F   S c i e n c e ,   Un iv e rsit y   o f   L i m e rick ,   2 0 1 4 .   [1 7 ]   W .   Y u a n ,   J .   P .   M .   G .   L i n n a r t z ,   a n d   I .   G .   M .   M .   N i e m e g e e r s ,   A d a p t i v e   C CA   f o r   I E E E 8 0 2 . 1 5 .   4   w i re l e s s   s e n s o n e t w o rk s   t o   m i t i g a t e   i n t e rf e re n c e ,   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   2 0 1 0   I E E E   W i r e le ss   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   N e t w o r k i n g   C o n f e r e n c e   ( W C NC ) ,   S y d n e y ,   N e w   S o u t h   W a le s ,   p p .   1 - 5 ,   1 8 - 2 1   A p r i l   2 0 1 0 .   [1 8 ]   A .   Kin g   a n d   U.  R o e d ig ,   Diff e r e n ti a ti n g   c lea c h a n n e l   a ss e ss m e n u sin g   tran sm it   p o w e v a riatio n ,”     ACM   T ra n sa c ti o n   o n   S e n so r Ne t wo rk ,   v o l.   1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 - 1 5 ,   M a y   2 0 1 8 .   [1 9 ]   P .   Du   a n d   G .   Ro u ss o s ,   A d a p ti v e   ti m e   slo tt e d   c h a n n e h o p p i n g   f o w irele s se n so n e tw o rk s ,”   2 0 1 2   4 t h   C o mp u ter   S c ien c e   a n d   El e c tro n ic E n g i n e e rin g   C o n fer e n c e   ( CEE C) ,   p p .   2 9 - 34 ,   2 0 1 2 .   [2 0 ]   N.  A z m i,   L .   M .   K a m a ru d in ,   In t e rfe re n c e   I ss u e a n d   M it ig a ti o n   M e th o d   in   W S 2 . 4 G Hz   IS M   Ba n d A   S u rv e y ,”   2 0 1 4   2 n d   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   El e c tro n ic De sig n   ( ICED) ,   2 0 1 4 .   [2 1 ]   J.  Hu a n g ,   G .   X in g ,   G .   Zh o u ,   R.   Z h o u ,   Be y o n d   c o - e x isten c e Ex p lo it in g   W iF w h it e   sp a c e   f o Zi g b e e   p e r f o rm a n c e   a ss u ra n c e ,”   1 8 th   IEE I n t.   Co n f.   Ne two rk   Pro to c o l ,   p p .   3 0 5 - 3 1 4 ,   Oc 2 0 1 0 .   [2 2 ]   L ian g ,   C J,  P riy a n th a ,   S u rv iv in g   w if in terfe re n c e   in   lo w   p o w e re d   z ig b e e   n e tw o rk ,”   Pro c e e d in g   o f   th e   1 8 th   AC c o n fer e n c e   o n   Emb e d d e d   Ne t wo rk e d   S e n so S y ste ms ,   p p   3 0 9 - 3 2 2 ,   N o v   2 0 1 5 .   h t tp s:// d o i. o rg / 1 0 . 1 1 4 5 /   1 8 6 9 9 8 3 . 1 8 7 0 0 1 4 .   [2 3 ]   J.  W .   Bra n c h ,   C.   G ian n e ll a ,   B.   S z y m a n s k i,   R.   W o lff ,   a n d   H.  Ka r g u p ta ,   In - n e tw o rk   o u tl ier  d e tec t io n   in   w irele ss   se n so n e tw o rk s ,”   Kn o wled g e   a n d   In f o rm a ti o n   S y ste ms ,   v o l.   3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 - 5 4 ,   Ju l .   2 0 1 3 .   [2 4 ]   T .   O.  Ay o d e le,  Ty p e s o f   M a c h in e   L e a rn in g   A lg o rit h m s ,”   P o rtsm o u th ,   U.K. ,   I n T e c h ,   F e b r u a ry   2010.   [2 5 ]   Ho ss e in   F o to u h i ,   M á ri o   A lv e s,  M a rc o   Zu n ig a ,   No u h a   Ba c c o u r ,   Claro   No d a ,   T h iem o   V o ig t,   Ka y   Ro m e r,   a n d   Ca rlo   Bo a n o ,   Ra d i o   L in k   Qu a li t y   Est im a ti o n   in   L o w - P o w e W irele ss   Ne t w o rk s ,”   S p rin g e In ter n a ti o n a Pu b li s h in g He id e lb e rg ,   Ju ly   2 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.