I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 8 9 3 ~2 9 0 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 9 8 3 - 2901          2893       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   No v el f ra m ew o rk  of  r e taining   m a x i m u m   d a ta  q ua lity  and  energy  e ff i ciency   in  r econ figura ble   w ireless   s enso n e tw o rk       B .   P ra t hib a 1 ,   K .   J a y a   Sa nk a r 2 V.   Su m a la t ha   1 ,3 De p a rtm e n o f   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   JN T U A ,   A n a n tap u r,   I n d ia   2 De p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   M G IT ,   H y d e ra b a d ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 0 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Mar   2 4 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   1 ,   2 0 1 9       T h e re   a r e   v a rio u u n se e n   a n d   u n p re d icta b le  n e tw o rk in g   sta te s   i n   W irele ss   S e n so Ne tw o rk   (W S N)  th a a d v e rse l y   a ff e c th e   a g g re g a ted   d a ta  q u a li ty .   Af ter  re v ie w in g   th e   e x isti n g   a p p r o a c h e o f   d a ta  q u a li ty   in   W S N,  i w a f o u n d   th a th e   so lu ti o n a re   q u it e   s y m p to m a ti c   a n d   th e y   a re   a p p li c a b le  o n ly   in   a   sta ti c   e n v iro n m e n t;   h o w e v e th e ir  su c c e ss f u a p p li c a b il it y   o n   d y n a m ic  a n d   u p c o m in g   re c o n f ig u ra b le  n e t w o rk   is  stil a   b ig   q u e stio n .   M o re o v e r,   d a ta   q u a li ty   d irec tl y   a ff e c ts  e n e rg y   c o n se rv a ti o n   a m o n g   th e   n o d e s.  T h e re f o re ,   th e   p ro p o se d   sy ste m   in tro d u c e a   sim p le  a n d   n o v e f ra m e w o rk   th a jo in t ly   a d d re ss e th e   d a ta  q u a li ty   a n d   e n e rg y   e ff ici e n c y   u sin g   p ro b a b i li ty - b a se d   d e sig n   a p p r o a c h .   Us i n g   a   sim p li f ied   a n a l y ti c a m e th o d o l o g y ,   th e   p ro p o se d   s y ste m   o ff e rs  so lu ti o n   in   t h e   f o rm   o f   se lec ti o n   tran sm issio n   o f   a n   a g g e r g a ted   d a ta  o n   th e   b a sis  o f   m e ss a g e   p rio rit y   in   o rd e t o   o f f e h ig h e d a ta  u ti li z a ti o n   f a c to r.   T h e   stu d y   o u tco m e   sh o w s   p ro p o se d   sy ste m   o ff e rs   a   g o o d   b a lan c e   b e tw e e n   d a ta q u a li ty   a n d   e n e rg y   e ff icie n c y   in   c o n tras to   e x isti n g   sy ste m .   K ey w o r d s :   Data   q u alit y   Data   q g g r e g atio n     E n er g y   e f f icie n c y   P er v asiv n et w o r k   W ir eless   s en s o r   n et w o r k   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P r ath ib B .,   Dep ar t m en t   o f   E lectr o n ics  a n d   C o m m u n icat io n   E n g i n ee r in g ,   J NT UA   An a n tap u r ,   I n d ia .   E m ail:  b alir ed d y p r ath ib h a @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r ap id   d ev elo p m en o f   d i g italizat io n   h as  led   o r g a n izat io n s   to   f o cu s   o n   lo w - co s t,  l o w - p o w er ,   m u lti - f u n ctio n a d ev ice s   an d   d is tr ib u ted   n e t w o r k   e n v ir o n m en ts .   Ho w e v er ,   W SN  e m e r g ed   as  r eq u ir ed   n et w o r k   ap p licatio n   p lat f o r m   th at   lev er a g es  co s t - e f f ec ti v e   i m p le m e n tatio n   s er v ices  to   f ac ilit ate   f le x ib le   n et w o r k   i n f r a s tr u ct u r an d   also   ad ap ts   to ,   m a n y   ch an g es  b ased   o n   ap p lica tio n   r e q u ir e m e n t s .   W SN  in co r p o r ates  w it h   h u n d r ed s   o f   r eso u r ce   co n s tr ain ts   tin y   s en s o r   n o d es  w h ic h   h a v ab ilit y   to   s e n s e   th en v ir o n m en af ter   it  co llects  d ata,   p r o ce s s es  d ata  an d   p er f o r m   co m m u n ica tio n   v ia   r ad io   lin k   ch a n n el   a m o n g   o t h er   s e n s o r   d ev ice s   [1 2 ] .   T h m ai n   p u r p o s o f   d esig n i n g   W SN  i s   to   d etec t h ev en t s   a n d   tr an s m it   s en s ed   d ata  to   r elati v e   u s er .   W SN’ s   ar h i g h l y   ad ap ted   to   m o n ito r   s er v ice s   f o r   v ar io u s   e n v ir o n m e n t s   s u c h   a s   m ilit ar y - d e f e n s e,   w ea t h er   f o r ec asti n g ,   b io lo g ical  h ea lt h c ar e,   s u r v ei llan ce   &   s ec u r it y   an d   d is as ter - r elie f     w o r k   [ 3 ] .   T h f u n ctio n i n g   o f   t h ese  ap p licatio n s   is   m ai n l y   b a s ed   o n   th r ea l - ti m i n f o r m ati o n .   Du to   r eso u r ce   co n s tr ain ts   n at u r o f   s en s o r   d ev ices   W SN  ten d s   to   b le s s   r eliab le.   T h r a w   d ata  co llect ed   b y   t h s en s o r   is   af f ec ted   b y   v ar io u s   f ac to r s   s u ch   as  s tr u ct u r al  ch a n g e s ,   s ig n al  s tr en g t h   ch a n g es,  m u ltip at h   p r o p ag atio n ,   an d   in ter f er e n ce s   a n d   also   s o m e ti m e s   it  p r o v id es  r ed u n d a n t   d ata,   w h ic h   d o es  n o g u a r an tee  en d - to - e n d     r eliab ilit y   [ 4 ] .   T h er ef o r e,   in   th f ield   o f   W SN  r esear c h ,   en er g y   e f f icie n c y   w i th   d ata  r eliab i lit y   b ec o m e s   v er y   ch alle n g i n g   is s u e.   T h ter m   d ata  r eliab ilit y   r ef er s   to   s tate  th at  s atis f ie s   th q u alit y   r eq u ir e m e n ts   s u c h   as   d ata  is   r elev an t,  s u f f icien t,  v al id   an d   u n alter ed   [ 5 ] .   T h er ar e   s ev er al  ap p r o ac h es  b ased   o n   r etr an s m is s io n   a n d   r ed u n d an cie s   ar d i s co v er ed   b y   m an y   r e s ea r ch er s   f o r   p r o v id in g   r elia b le  d ata  tr an s m i s s i o n   i n   W SN   [ 6 ,   7 ] .   Ho w e v er ,   th o v er h ea d   an d   t r an s m is s io n   lo ad   p r o b le m s   o f   th ese  ap p r o ac h es  r es u lt s   i n   a   h i g h er   a m o u n o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 9 3   -   2901   2894   en er g y   ex h a u s tio n .   Hen ce   th e r is   n ee d   o f   m u lti - o b j ec tiv ap p r o ac h   w h ic h   e n s u r es  b o th   en er g y - e f f icie n c y   an d   d ata  r eliab ilit y   f o r   r ea l - t i m W SN  ap p licatio n s .   Mo r eo v er ,   it  h as   b ee n   o b s er v ed   th at  m a n y   e x i s ti n g   r esear ch es  h av ca r r ied   to w ar d s   i n   t h d o m ai n   o f   en er g y   ef f ic ien c y   w it h   e n s u r in g   r eliab le  d ata     p r o ce s s in g   [8 - 1 0 ] .   A l s o ,   v ar i o u s   an d   d if f er en ex i s ti n g   w o r k s   o f   d ata  r eliab ilit y   f o r   en e r g y   e f f icien W SN   ap p licatio n   ar d is cu s s ed   i n   t h r ev ie w   o f   liter at u r s ec tio n .   T h p r im co n tr ib u tio n   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   is   to   ad d r ess   th e   p r o b le m s   ass o ciate d   w it h   t h d ata   r e liab ilit y   a s   w ell   as   en er g y   e f f icien c y   j o in tl y   s o   t h at  t h i s   p r o b lem   ca n   b in v es tig a ted   f o r   its   ef f ec t o v er   th n et w o r k   l if eti m p er f o r m a n ce .     T h p r o p o s ed   s y s te m   also   d i s cu s s es   ab o u a   m e s s a g p r io r itizatio n   s ch e m th at   p er f o r m   s elec tio n   tr an s m is s io n   o f   d ata  p ac k et   o n   t h b asis   o f   ti m f ac to r   an d   s en s o r   n o d e.   T h o r g an izatio n   o f   th p r o p o s ed   p ap er   is   as  f o llo w s :   Sectio n   1 . 1   d is cu s s es  ab o u t h ex i s tin g   liter at u r w h er d i f f er e n tech n iq u es  ar e   d is cu s s ed   f o r   d etec tio n   s ch e m es  u s ed   in   p o w er   tr an s m i s s io n   lin e s   f o llo w ed   b y   d is cu s s io n   o f   r esear ch   p r o b lem s   i n   Sectio n   1 . 2 ,   th e   p r o b lem   s tate m en d escr ib es  in   s ec tio n   1 . 2 . 1   an d   p r o p o s ed   s o lu tio n   i n   1 . 3 .   Sectio n   2   d is cu s s es  ab o u alg o r ith m   i m p le m e n tat io n   f o llo wed   b y   d is cu s s io n   o f   r esu lt  a n a l y s i s   in   Sect io n   3 .   Fin all y ,   t h co n cl u s i v r e m ar k s   ar p r o v id ed   in   Sectio n   4 .   T h is   s ec tio n   d is c u s s es   ab o u t   th e   ex is ti n g   r esear c h   w o r k s   th at   ca r r ied   in   t h d i v is io n   o f   e n er g y   ef f icien t   d ata  r eliab ilit y   i n   W SN.  T h w o r k   ca r r ied   o u b y   A lip io   et  al .   [ 1 1 ]   h av co n ce n tr ated   o n   th i s s u e   r elate d   w it h   r eliab le  d ata  tr an s m i s s io n   an d   p r o p o s ed   ca ch b ased   tr a f f ic   co n tr o p r o to co w h ich   u t ilize s   in f o r m atio n   r eso u r ce   f r o m   th ca c h m a n ag e m e n t   p r o g r a m   to   r e co v er   t h p ac k e lo s s e s   i n   W S N.   T h ex p er i m e n tal  o u tco m e s   o f   p r esen ted   ap p r o ac h   ac h ie v es  g o o d   i m p r o v e m e n co m p ar ed   to   b ase  lin e   p r o to co ls   an d   ex is t in g   ca c h b ased   tr an s p o r p r o to co ls   in   t er m s   o f   e n d - to - en d   d ela y   a n d   ca ch u til izatio n .   A l s h a h ee n   a n d   R izk   [ 1 2 ]   h av co n s id er ed   en er g y   p r o b le m   a n d   p ac k e lo s s   i n   b o d y   s en s o r   n et w o r k .   T h au th o r   h a v u s ed   l in e ar   n et w o r k   co d in g   ap p r o ac h   to   i m p r o v d ata  r eliab ili t y   b y   co m p u t in g   th p r o b ab ilit y   o f   s u cc es s f u p ac k et  r ec eiv in g   at  th s in k   n o d e.   T h w o r k   o f   D u an   et  al .   [ 1 3 ]   h av d esig n   a n   i m p r o v ed   s o f t w ar d ef i n ed   n et w o r k   f o r   ad d r ess in g   t h is s u o f   en er g y   co n s u m p tio n   a n d   r eliab ilit y   i n   in d u s tr ial  W SN.    E ls af r a w e y   e al .   [ 1 4 ]   h av p r esen ted   s el f - r ec o v er y   s h u f f le d   d is tr ib u ted   ap p r o ac h   u s in g   p r o ac tiv an d   r ea ctiv p r o to co to   en h an ce   th q u alit y   o f   d ata  co llecte d   b y   u n atte n d ed   W SN.  T h s tu d y   o f   He  a n d   J ian g   [ 1 5 ]   h av ap p lied   ap p r o ac h   o f   Q u a n t u m   m ec h a n ic s   to   e v al u ati n g   an d   m o d elli n g   t h co n s is te n c y   o f   s e n s o r   r ep o r ts .   J in   et  al .   [ 1 6 ]   h av c o n s tr u cted   n o v el  o p ti m izatio n   f r a m e w o r k   f o r   I n d u s tr ial  W SN.  T h p r esen ted   f r a m e w o r k   co m p o s ed   o f   c h an n el  m an a g e m en la y er   f o r   i m p r o v in g   r eliab ili t y   a n d   o w - s ch ed u li n g   la y er   f o r   r eso lv in g   te m p o r alit y   f ac to r   in   n et w o r k .   Ka m ez ak et  al .   [ 1 7 ]   h av p r esen ted   d etec tio n   s ch e m f o r   m ea s u r in g   th r eliab ilit y   o f   d ata  co llec ted   in   H y d r au lic  Ma n ip u lato r s .   T h w o r k   o f   lei  e al .   [ 1 8 ]   h av ex a m i ne   th e n er g y   m a n a g e m e n t   p o licy   a n d   d esi g n ed   s c h ed u li n g   a n d   allo ca tio n   al g o r ith m   f o r   r ed u cin g   h ea v y   p ac k et   lo s s   f o r   en er g y   h ar v e s ti n g   i n d u s tr ial  W SN.      A   r o b u s a n t - j a m m i n g   r o u t in g   p r o to c o is   ad o p ted   in   th s t u d y   o f   L iu   et  al .   [ 1 9 ]   in   o r d er   to   ad d r ess   th e   d ata  tr an s m is s io n   p r o b le m   in   h ig h   m ed i u m   n o is an d   elec tr o m a g n etic  i n ter f er en ce   en v ir o n m en t.   I n   th s t u d y   o f   L o n g   et  a l .   [ 2 0 ]   h av d ev elo p ed   d ata  co llectio n   s c h e m th a en s u r e s   th r eq u ir ed   q u alit y   o f   s er v ice  f o r   o p ti m izin g   th e   to tal  en er g y   co n s u m p tio n   an d   i m p r o v in g   d ata  r eliab ilit y .   An o th er   w o r k   ca r r ied   o u t   b y   L u o   et  al .   [ 2 1 ]   h as  p r esen ted   n e w   ap p r o ac h   f o r   g et tin g   r eliab le  d ata.   T h au th o r   h as  u s ed   f u s io n   m ec h a n i s m   o n   r ed u n d an d ata  w i th   u til izin g   ap p r o x i m atio n   alg o r it h m   f o r   c h ain   a n d   tr ee   to p o lo g ies.   I n   th s t u d y   o f   P ielli  et  al .   [ 2 2 ]   h av s t u d ied   to   co m b i n en e r g y - e f f ic ien f ac to r   w it h   o v er   all  r eq u ir ed   Qo o f   n et w o r k   a n d   u s ed   m ac h i n le ar n in g   al g o r ith m   i n   o r d er   to   m ak s en s o r   n o d ab le  to   tak s elf - d ec is io n   f o r   u tili zi n g   th eir   e n er g y   f o r   tr an s m is s io n .   S u n   et  al .   [ 2 3 ]   h av p r esen ted   n o v e m o d el  f o r   esti m ati n g   r eliab ili t y   o f   en d - to - en d   p ac k et   d eliv er y   an d   o p tim izi n g   t h tr an s m is s io n   lin k   q u alit y   f o r   th i n d u s tr ial  W SN.  T h o u tco m e   o f   p r esen ted   m o d el  ac h ie v es  g o o d   p e r f o r m a n ce s   f o r   r eliab le  d ata  tr an s m is s io n   at  n e t w o r k   l ev el.     T en g   et  al .   [ 2 4 ]   h a v f o r m u l ated   n o v el  o p ti m izatio n   s c h e m b ased   o n   b r o ad ca s tech n o lo g y   f o r   en h a n ci n g   t h r eliab ilit y   an d   m i n i m izi n g   t h co m m u n ica ti o n   d ela y   in   t h n et w o r k .   W an g   et  al .   [ 2 5 ]   h av in tr o d u ce d   n o v el  a n al y tical  m o d el  u s i n g   s m ar f ee d er   f o r   i m p r o v in g   r eliab ilit y   f ac to r   o f   in te g r ated   c y b er   d is tr ib u ted   s y s te m s .   T h w o r k   o f   Ya n   et  al .   [ 2 6 ]   h av e,   p r ese n ted   clo s ed   lo o p   b ased   m ea s u r e m en t   m o d el  to   en h a n ce   t h ac cu r ac y   o f   v ib r an s e n s o r s .   T h o u tco m es  o f   p r esen ted   ap p r o ac h   r e v ea ls   th at  it  ac h ie v e   b en ef icia p r o p er ty   f o r   r e m o v i n g   h u m a n   f ac to r   er r o r   an d   i s   m o r e   s u itab le  c o m p ar ed   to   o p en   lo o p   tec h n iq u e.   A   lo s s   f u n ctio n   b ased   I n f er en ce   tech n iq u is   u s ed   in   th e   w o r k   o f   Yan d   et  al .   [ 2 7 ]   f o r   en h an ci n g   d ata   r eliab ilit y   f o r   lar g d is tr ib u ted   d ata  f r o m   t h W SN.    T h s tu d y   o f   Z h u   et  al [ 2 8 ]   h a v ca r r ied   a n al y s is   f o r   in v es ti g ati n g   t h r eliab ilit y   p r o b le m   i n   W SN   o f   w h ic h   to p o lo g y   s w itc h e s   b et w ee n   t h p o s s ib le  av a ilab le  co n n ec ti o n   o p er ated   b y   Ma r k o v ia n   c h ain .   T h f in d i n g s   o f   p r ese n ted   wo r k   s u g g ested   t h at  t h r eliab ilit y   f ac to r   d ep en d en t s   o n   t h r ee   p o in ts   th at  ar e   n et w o r k   p ar a m eter s   an d   to p o lo g y ,   an d   Ma r k o v ia n   ch a in .   I n   th s a m w a y   a n o th er   w o r k   ca r r ied   o u t   b y   Z h u   et  al .   [ 2 9 ]   h av p r esen ted   n o v el  tech n iq u b ased   o n   th ev id e n ce   th eo r y   f o r   es ti m ati n g   t h r eliab ilit y   co n s ta n o f   s e n s o r s   estab li s h ed   o n   tr ai n in g   d ata.   T h er ef o r e,   th er ar e   v ar io u s   s c h e m e   i m p le m e n ted   f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N o ve l fra mewo r o f reta in in g   ma ximu d a ta   q u a lity a n d   en erg efficien cy   in   r ec o n f ig u r a b le  . ..   ( B .   P r a th ib a )   2895   th p u r p o s o f   d ata  r eliab ilit y   b u all   t h ese  ab o v e   s c h e m i s   ass o ciate d   w it h   b en e f icial   p o in ts   as   w ell   as  n o n - b en ef icia p o in ts .    Sa m ar et  al .   [ 3 0 ]   h av illu s tr ated   ef f icie n p o w er ,   p r ice  d ec r ea s es,  an d   Qo b ased   r o u tin g   m et h o d   f o r   W SNs .   C h is ab   et  al .   [ 3 1 ]   d em o n s tar ted   m e th o d   f o r   p o w er   s a v i n g   in   W SN  u n f d er   p r eser v a ti v e   w h ite  Ga u s s ia n   n o is w a y .   T h s t u d y   f o cu s ed   to   en h a n ce   I F - Al g o r ith m   f o r   d ata  ag g r e g atio n   m et h o d s   in   W SNs   b y   I n g le  et  al .   [ 3 2 ] .   T h n ex s ec t io n   d is c u s s es  a b o u id en ti f ied   r esear ch   p r o b le m   f r o m   ex is ti n g   liter atu r e.   T h s ig n i f ica n t r esear c h   p r o b l e m s   ar as  f o llo w s :   a.   E x is ti n g   s y s te m   d o es  n o o f f er   m u c h   s i m p le   a n d   co m p u tatio n all y   ef f ec ti v s o lu t io n   to w ar d s   d at a   r eliab ilit y   p r o b le m s .   b.   T h er is   lack   o f   a n y   co n s id er atio n   o f   W SN  to   b i n te g r ated   w it h   p er v as iv n et w o r k s   o r   n o   d is cu s s io n   o f   r ec o n f i g u r ab le  n e t w o r k   an d   t h p r o b lem s   as s o ciate d   w i th   it.   c.   E x is i n g   s y s te m   d o es  n o t   d is cu s s   ab o u an y   p o s s ib le  li n k ag o f   m ess a g p r io r itizatio n   w it h   t h d ata   r eliab ilit y   as  w el l a s   en er g y   e f f icie n c y .   d.   T h er ar e   v er y   le s s   d is c u s s io n   o f   s o lu tio n s   t h at  o f f er s   g o o d   b alan ce   b et w ee n   s ch ed u l in g ,   p r ec is d ata   tr an s m is s io n ,   a n d   en er g y   ef f ic ien c y   co n s id er in g   h eter o g e n eo u s   n et w o r k .   T h p r o b lem   s tate m en t   o f   t h e   p r o p o s ed   s tu d y   ca n   b e   s tated   as  De v elo p in g   a   m ec h a n i s m   to   s o lv e   th d ata  r eliab ilit y   p r o b lem s   w i th   e n er g y   e f f icien c y   o n   r ec o n f i g u r ab le  n et w o r k i n g   s t ate  o f   W SN  is   a   co m p u tatio n all y   c h alle n g i n g   t ask ”.   T h n ex t sectio n   d is cu s s es a b o u t p r o p o s ed   s o lu tio n .   T h p r o p o s ed   s tu d y   i s   co n ti n u atio n   o f   o u r   p r io r   r esear ch   w o r k   [ 3 3 - 3 5 ]   e m p h as izin g   to w ar d s   d ata   r eliab ilit y   i n   W S N.   T h p r i m ai m   o f   t h p r o p o s ed   w o r k   is   to   d ev elo p   s i m p le  a n d   n o v el  m o d el  th at   is   ca p ab le  o f   p er f o r m i n g   i n te g r atio n   o f   W SN  w it h   an y   p er v asiv n et w o r k   v ia  g ate w a y   s y s te m   w it h   h ig h er   d eg r ee   o f   e n er g y   e f f icie n c y   a s   w ell   as  d ata  r eliab il it y .   T h i m p le m e n ted   ar ch itec tu r o f   p r o p o s ed   s y s te m   is   s h o w n   in   F ig u r 1 .       R e c o n f i g u r a b l e   N e t w o r k W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k P e r v a s i v e   C o m p u t i n g C o n s t r u c t   p r i o r i t y - i n f o r m a t i o n S e n s o r - b a s e d   p r i o r i t i z a t i o n T i m e - b a s e d   p r i o r i t i z a t i o n C o m p u t e   U t i l i z a t i o n   F a c t o r + E n e r g y   E f f i c i e n c y G a t e w a y   S y s t e m A l g o r i t h m     Fig u r 1 .   P r o p o s ed   m eth o d o lo g y       Fig u r e   1   h i g h l ig h t s   t h p r o p o s ed   m e th o d o lo g y   w h er r ec o n f i g u r ab le  n et w o r k   i s   m o d el ed   in   o r d er   to   co n s tr u ct  co m m u n icatio n   b r id g b et w ee n   W SN  an d   p er v asi v co m p u tin g   ( i.e . ,   clo u d ,   I n ter n et - of - T h in g s ,   Op tical  Net w o r k ,   etc. ) .   T h is   e n v ir o n m e n t   is   i n ten t io n all y   co n s tr u cted   as   it   r ep r esen ts   t h r ea l - w o r ld   s i tu atio n   o f   h eter o g e n o u s   co m m u n icati o n   s y s te m   t h at  s t ill  s u f f er s   f r o m   d ata  r eliab ilit y   p r o b lem s .   T h p r o p o s ed   s y s te m   in tr o d u ce s   s i m p le  co n s tr u cti o n   o f   al g o r ith m   t h at  u s es  ti m e   p ar am eter s   as  w ell  a s   s e n s o r   n o d e.   A n   i n ter esti n g   f ac i n tr o d u ce d   i n   t h p r o p o s ed   s y s te m   is   th a it  o f f er s   s elec tio n   m ec h a n is m   v ia  th g ate w a y   s y s te m   to   ch o o s th f o r w ar d i n g   o f   t h e   d ata  p ac k ets  o n   t h b asis   o f   th s elec ted   W SN.  An o th er   in ter est i n g   p ar o f   th p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   is   t h at  it   o f f er s   p r io r itizatio n   o f   t h m es s ag e s   t h at  ar g en er ate d   d y n a m icall y   f r o m   th tr a f f ic  o f   W S N.   T h is   w il m ea n   th a t p r o p o s ed   s y s te m   co n s tr u cts a   m a n y - to - o n e   n et w o r k in g   b et w ee n   W SN   an d   p er v asiv n et w o r k   an d   i m p l e m en t s   its   alg o r it h m   t h at  h a s   ca p ab ilit y   to   p er f o r m   s elec ti v tr an s m i s s io n   o f   th d ata  p ac k et  o n   th b asi s   o f   p r io r it  w ith   s o le  m o tiv o f   en s u r i n g   h ig h er   d eg r ee   o f   d ata  u tili za tio n   a n d   lo w er   r ate  o f   d ep letio n   o f   th e   tr an s m i s s io n   e n er g y .   T h ap p licab ilit y   o f   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   i s   m o r o n   th o s ar ea s   th at  d e m an d s   co n s is ten m o n ito r in g   ac tiv i t y   a n d   f o r w ar d i n g   o f   t h ag g r eg ated   d ata  p ac k et  in   lar g s ca le.   T h n ex s ec tio n   d is cu s s es  ab o u t h al g o r ith m   i m p le m en tatio n   f o llo w ed   b y   d is c u s s io n   o f   th o u tco m e   o b tain ed   f r o m   its   i m p le m en tat io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 9 3   -   2901   2896   2.   AL G O RI T H M   I M P L E M E NT A T I O N   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   is   co n s tr u cted   r etain in g   th u til izati o n   o f   W SN  w it h   p er v asi v co m p u ti n g   i n   m i n d   an d   h e n ce   a   p er v asi v e   r ec o n f i g u r ab le  n et w o r k   i s   co n s id er ed   f o r   m o d eli n g .   T h a g en d o f   th e   d esi g n   p r in cip le  is   to   o f f er   g o o d   b alan ce   b et w ee n   a n   e f f ec tiv u ti lizatio n   o f   a g g r eg ated   d ata  as  w ell  a s   en h a n ci n g   th d ata  r eliab ilit y   w i th   a   ter g er   o f   b etter   en er g y   co n s er v a ti o n .   T h ch alle n g e s   o f   d ata  q u alit y   i s   h an d led   b y   in tr o d u c i n g   m ec h a n i s m   w h er p ar ticu lar   s et  o f   d ata  is   s elec ted   f o r   f o r w ar d in g   o n   th b asis   o f   ti m an d   u r g e n c y   le v el.   T h d is cu s s io n s   o f   th al g o r ith m   ar as f o llo ws:     Alg o rit h m   f o Co ns t ruct ing   P rio rit y   I nfo r m a t io n   I np ut N   ( n u m b er   o f   n et w o r k s ) ,   n   ( n u m b er   o f   s en s o r s ) ,   u   ( n u m b er   o f   d y n a m ic  u s er s ) ,   E o   ( in itialized   en er g y )   O utput : M A T   ( m atr i x   to   r ep o s it p r io r it y   in f o r m at io n )   Sta rt   1 .   in it  N n u E o   2 .   ( x y ) r an d _ d is t( n )   3 .   F o r   i =1 : t   4 .           F o r   j =1 : u   5 .                   μ ( i , j ) f ( r an d ( N) )   6 .           E nd   7 .   E nd   8 .   F o r   i= t   9 .           F o r   j =1 : u   1 0 .               c. μ ( i, j )   [ c. μ ( i, j ) + 1 ]   1 1 .       E nd   1 2 .       c c/∑c   1 3 .       MA T c   1 4 .   E nd   E nd       T h ab o v alg o r ith m   i s   r es p o n s ib le  f o r   es tab lis h in g   a   co n cr ete  f o u n d atio n   o f   d ata   r eliab ilit y   co n s id er in g   ca s s tu d y   wh er W SN  w i ll  b d ep lo y e d   in   r ec o n f i g u r ab le  n et w o r k   f o r   it s   u p co m i n g   tech n o lo g ies.  T h alg o r ith m   p er f o r m s   r an d o m   d is tr ib u t io n   o f   th s en s o r s   ( L i n e - 2 )   as  well  as  th co m p lete  n et w o r k   ( L i n e - 4 )   alo n g   w it h   a   p lace m e n t o f   g ate w a y   i n   o r d er   to   ass is t   i n   co m m u n icatio n   b et w ee n   W SN   an d   p er v asiv n e t w o r k .   T h alg o r ith m   al s o   in tr o d u ce s   m ec h a n is m   to   p er f o r m   co m m u n icati o n   w it h   r esp ec to   th d y n a m ic  u s er   u   ( L in e - 5 )   as  w el as  u p o n   ce r tain   ti m p er io d   t   ( L in e - 3 ) .   An   ex p licit  f u n ctio n   f ( x )   is   cr ea ted   th at  ta k es  t h i n p u t   o f   r an d o m   v alu o f   n u m b er   o f   W SN  i n   o r d er   to   g en er ate  r eq u est  a n d   all  t h g e n er ated   r eq u est  ar s to r ed   in   an   ex p licit  m atr ix   μ ( x ) ( L i n e - 5 ) .   T h p r o p o s ed   s y s te m   also   co n s tr u ct s   an   e m p t y   m atr i x   MA T   th at  co n s id er s   th d i m en s io n   o f   n u m b er   o f   W SN  an d   m a x i m u m   v alu o f   ti m e .   T h n ex p ar o f   th s tu d y   is   to   co m p u te  t h p r o b ab ilit y   o f   ea c h   s e n s o r   f o r   g iv e n   i n s tan ce   o f   ti m a n d   th e   en tire   d y n a m ic  u s er   ( L in e - 8   a n d   L i n e - 9 ) .   T h s y s t e m   t h a n   u s e s   t h s a m e   f u n cti o n   μ   an d   o b tain s   its   co u n c   v alu t h at   is   d ir ec t   r ep r esen tatio n   o f   p r o b ab ili t y   o f   th e n tire   s er v ice  r eq u est ( L i n e - 1 0 ) .     Fin al y   p r o b ab ilit y   is   co m p u ted   b y   d iv id in g   th co u n w it h   s u m   o f   all  t h co u n ( L in e - 1 2 ) .   A ll   t h r esp ec t   i n f o r m a tio n   o f   co u n is   n o w   s to r ed   in   m atr i x   M A T .   T h is   a lg o r i th m   o n   s u cc es s f u l   i m p le m en ta tio n   as s is ts   i n   an al y zin g   p r o b ab ilit y   o f   d ata  r eq u est  w it h   r esp ec to   th v ar io u s   ti m i n s ta n ce s   o f   a   d ay ,   w h ich   i s   n ea r l y   eq u i v a len to   an y   r ea ti m s e n s o r y   o p er atio n .   I s h o u ld   b k n o w n   t h at  b ased o n   th i n f o r m atio n   o f   M A T ,   th p r o p o s ed   s y s te m   allo w s   t h s e n s o r   to   f o r w ar d   o n l y   p ar tic u la r   s et  o f   i n f o r m atio n   to   th d if f er en t n et w o r k   ( p er v asiv e)   o n   t h b asi s   o f   p r io r it y   a n d   ti m f o r   th d y n a m ic  u s er .   T h is   in f o r m atio n   i s   u s ed   f o r   tak in g   d ec is io n   o f   r o u tin g   o n   th b asi s   o f   t h t i m f ac to r   an d   p r io r ity   f ac to r .   Fro m   d if f e r e n t   v ie w p o in t,  t h i s   alg o r it h m   co u l d   b also   s ee n   as  s u b s tit u te  o f   s ch ed u li n g   a n d   clu s ter i n g   a p p r o ac h   as  w ell  a s   th is   alg o r it h m   al s o   o f f er s   g o o d   ex ten s io n   to   p er f o r m   r o u ti n g   f r o m   W SN  to   d i f f er en t   r ec o n f i g u r ab le  n et w o r k   u s i n g   g ate w a y   s er v ice s .   T h in f o r m atio n   r etai n ed   w it h i n   MA T   is   co n s i s te n tl y   u p d ated   as  d ep en d in g   o n   t h i s   u p d ated   in f o r m atio n ,   t h al g o r ith m   ass is t   th e   o th er   s id o f   t h n et w o r k   ( i.e . ,   p er v asi v e   n et w o r k )   to   s elec t   th s et  o f   n o d es ( i.e . ,   N)   o n   th b asis   o f   th e ir   r elativ p r io r ity   lev el.   A lt h o u g h ,   t h is   alg o r it h m   d o es  n o d ir ec tl y   in v o lv e   an y   k i n d   o f   en er g y   m o d eli n g   th a is   ca r r ied   o u in   th n e x p ar o f   th al g o r ith m ,   b u its   co m p lete  o p er atio n   s a v es  s ig n i f ica n a m o u n o f   en e r g y   t h at  is   r eq u ir ed   f o r   d ata  ag g r eg at io n .   I i s   al s o   s u cc e s s f u ll y   ca p ab le  o f   p r o ce s s in g   h i g h l y   s ch ed u led   d ata  ag g r eg atio n   o n   th b asis   o f   d ata  p r io r ity   a n d   tim th a t d ir ec tl y   i n cr ea s es t h u tili za t io n   an d   r eliab ilit y   le v el   o f   th d ata.   T h n ex alg o r ith m   is   r esp o n s i b le  f o r   in v o k i n g   a n   en er g y   ef f icien m o d eli n g   th at  in itiates   b y   lo ad i n g   th in f o r m atio n   r etain ed   w ith   th MA T   ( L in e - 1 )   th at  y ield s   co m p u ted   en er g y   a s   an   o u t p u t.  T h s ig n i f ica n t   i m p le m en ta tio n   s tep s   o f   t h is   al g o r ith m   ar as f o llo w s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N o ve l fra mewo r o f reta in in g   ma ximu d a ta   q u a lity a n d   en erg efficien cy   in   r ec o n f ig u r a b le  . ..   ( B .   P r a th ib a )   2897   Alg o rit h m   f o E nerg y   E f f ici ency   I np ut : M A T   ( m atr i x   to   r ep o s it p r io r ity   i n f o r m atio n )   O utput : E   ( E n er g y )   Sta rt   1 .   lo ad   MA T   2 .   F o r   i=1 :s ize( x )   3 .           F o r   j =1 :len g th ( t x )   4 .                     A d j No d es (n ix =j )   5 .           E nd   6 .   E nd   7 .   F o r   k =1 :u     8 .           c ( t req ( k ) ) =[ c( t req ( k ) ) +1 ]   9 .   E nd   1 0 .   MA T 1 0 0 * c/∑c   1 1 .   F o r   i=1 :len g t h ( P 1 )     1 2 .           k =∑( E i) 0   13.           [ v ,   r i] s o r t( E ( i) )   1 4 .           F o r   j =1 :len th ( tx )   1 5 .                     N i (r i = = N ix )     1 6 .                     F o r   k =1 :n 1     1 7 .                             E ( j ,   r ix ( k ) f ( E ( j ,   r ix ( k ) )   1 8 .                     E nd   1 9 .             E nd   2 0 .   E nd   E nd       T h alg o r ith m   co n s tr u ct s   lo o p   w h er it  r ea d s   all  th v alu e   o f   p o s itio n al  in f o r m a tio n   x   o f   th n o d es  ( L in e - 2 )   as  w ell  as  all  in s ta n ta n eo u s   ti m e - b ased   in f o r m at io n   t x   ( L in e - 3 ) .   I th en   ex tr ac ts   all  th ad j ac en n o d es   u s i n g   E u clid ea n   d is ta n ce   d   ap p r o ac h   f o ll o w ed   b y   co m p ar i n g   th d is ta n ce   w i th   r an g an d   ex tr ac in f o r m atio n   ab o u th ad j ac en s en s o r s   ( L i n e - 4 ) .   T h is   s tep   is   also   f o llo wed   b y   eli m in a tio n   o f   n o d id en tit y   th a is   f in al l y   s to r ed   in   m atr i x   ca lled   a s   A d jN o d es   ( L i n e - 4 ) .   T h alg o r ith m   th a n   ac c e s s   i n f o r m ati o n   o f   p r io r it y f r o m   th M A T   an d   r e p er f o r m   t h p r o ce s s   o f   g en er atio n   o f   th n e w   d e m a n d s   f o r   cu r r en ti m p er io d   f o llo w ed   b y   co m p u tatio n   o f   p r o b ab ilit y   o f   s er v ice  r eq u e s a n d   u p d atin g   t h M A T   m atr ix   ( L i n e - 7   a n d   L i n e - 8 ) .   T h p r o p o s ed   s y s te m   al s o   i n tr o d u ce s   lo g ic  in   o r d er   to   co m p u te  t h d e g r ee   o f   d ata  u tili za tio n .   Fo r   th i s   p u r p o s e,   th al g o r ith m   co m p u tes  t h d e m a n d   b y   co n s id er i n g   all  th co u n co r r esp o n d in g   to   to tal  le n g t h   o f   co u n c   m atr ix .     I also   ac ce s s es  th co r r esp o n d in g   r ea d in g s   o f   th s e n s o r s   an d   co m p u tes  t h u t ilizati o n   d eg r ee   b y s u b tr ac ti n g   d e m a n d   f r o m   r ea d in g   v alu e.   I f   t h v alu o f   th i s   u tili za tio n   d eg r ee   is   p o s iti v e   th en   t h e m p ir ica l   v alu o f   th u tili za tio n   f ac to r   is   co m p u ted   f r o m   d e m a n d   f ac to r   its elf   ( w h ic h   is   n o th i n g   b y   co r r esp o n d in g   co u n t s ) .   T h is   p r o ce s s   d ir ec tly   ass is t s   in   co m p u ti n g   th r elia b ilit y   o f   t h d ata.   T h n ex s t ep   is   to   co n s tr u ct  a   m atr i x   k   w h ic h   co n s id er s   n o d es  w it h   s u f f icien r esid u al  en er g y   ( L i n e - 1 2 ) .   I is   f u r t h er   f o llo w ed   u p   b y   s ea r ch i n g   to tal  n u m b er   o f   ali v n o d es  f o llo w ed   b y   r an k i n g   th s en s o r s   o n   t h b asis   o f   th eir   r esid u al  en er g y   ( L in e - 1 3   to   L i n e - 1 6 ) .   T h is   p r o ce s s   also   ass i s ts   i n   o b tai n in g   p er ce n t ile  i n f o r m atio n o f   t h M A T   m atr ix   f o llo w ed   b y   e x tr ac ti n g   to tal  n u m b er   o f   co m m u n icati n g   s en s o r s .     T h alg o r ith m   co n s tr u c ts   m atr ix   r ix   in   o r d er   to   a p p ly   r an d o m   p er m u tatio n   o f   th m atr i x   o f   v al u e   eq u iv ale n t to   le n g t h   o f   t x .   Fo r   all  th e   co m m u n icat in g   n o d es ( n 1   i s   i n   p er ce n tile) ,   t h p r o p o s ed   s y s te m   ap p lies   f u n ctio n   f ( x )   t h at  p er f o r m s   r e d u ctio n   o f   e n er g y .   T h co m p l ete  p r o ce s s   o f   i m p le m e n tatio n   ass is ts   i n   o b tain i n g   in f o r m atio n   r elate d   to   r esid u al  en er g y ,   n u m b er   o f   n o d es  th at  s ti ll  h a v g o o d   r esid u al  en er g y   le f t,   an d   u ti lizatio n   d eg r ee .   T h er ef o r e,   th p r o p o s ed   s y s te m   o f f es   co m p r eh en s i v s o l u tio n   u s i n g   s i m p le  ap p r o ac h   f o r   m ai n tain in g   g o o d   b alan c b et w ee n   d ata  r eliab ilit y   a n d   en er g y   e f f ic ien c y .   T h p r o p o s ed   s y s te m   al s o   en s u r es  t h at  t h er is   al w a y s   less er   ex ten d   o f   o v er h ea d   f ac t o r   as  co m p lete  p r o ce s s   o f   s ele ctio n   is   ca r r ied   o u t   b y   t h p er v as iv n et w o r k   o r   an y   o t h er   f o r m   o f   n et w o r k s .   Ho w e v er ,   th al g o r ith m   is   r e q u ir ed   to   b r u n   n o o n l y   a m o n g   t h s e n s o r s   b u al s o   w i th i n   t h g ate w a y   n o d to o .   T h n ex s ec tio n   o u tli n e s   th o u tco m es  th at  ar e   o b tain ed   af ter   i m p le m e n ti n g   t h ab o v m e n tio n ed   al g o r ith m   o f   th p r o p o s ed   s y s te m .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 9 3   -   2901   2898   3.   RE SU L T   ANAL YSI S   T h is   s ec tio n   d is cu s s e s   ab o u th o u tco m o b tain ed   f r o m   t h e   i m p le m e n tatio n   o f   th p r o p o s ed   s y s te m .   T h s tu d y   co n s id er s   th at  t h er is   o n l y   s in g le  p er v asi v u n i an d   1 0   u s er s   w ith   1 0   d if f er en t   n u m b er   o f   s en s o r   n et w o r k s   w h er th u s er   r esid es.  T h an a ly s is   o f   t h p r o p o s ed   s tu d y   w a s   ca r r ied   o u u s in g   5 0 0 - 1 0 0 0   s en s o r   n o d es  w it h   p r ese n ce   o f   o n e   s i n g le g ate w a y   n o d th a p er f o r m s   t h h e ter o g en o u s   co m m u n icat io n   s y s te m .   T h s i m u latio n   ar ea   o f   1 0 0 0 x 1 2 0 0   m 2   i s   co n s id er ed   w i th   5 0   m eter   a s   t h tr an s m is s io n   r a n g e   a n d   1 0   j o u les  o f   in itial ized   en er g y .   C o n s id er in g   1 0 0 0   d ata  p ac k ets  an d   1 0   b y tes  o f   p ac k e len g t h ,   th an a l y s i s   is   ca r r ied   o u co n s id er in g   f o u r   p er f o r m a n c p ar am eter s   th at  ar d is c u s s ed   as  b elo w .   T h s tu d y   is   a ls o   co m p ar ed   w it h   ex is t in g   L E A C [ 3 6 ]   an d   PE GA SIS  [ 3 7 ]   f o r   ass ess i n g   th eir   p er f o r m a n ce .   Fig u r 2   h ig h li g h ts   t h co m p a r ativ an al y s is   o f   t h u ti lizatio n   d eg r ee   th at  d ir ec tl y   r elate s   t o   th d ata   r eliab ilit y   o f   tr an s m itted   d ata  o f   th s e n s o r   n o d e.   T h o u tco m s h o w s   th at  p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   b etter   d ata   u tili za t io n   f ac to r   as  co m p ar ed   to   ex it s in g   L E AC a n d   P E GASI al g o r ith m .   T h p r i m r e aso n   b eh i n d   t h is   is   L E AC o f f er s   ce n tr alize d   d ata  ag g r e g atio n   s c h e m w h ich   i n cr ea s es  m a x i m u m   ev e n t s   o f   t h d ata  r ed u n d an c y   as  w ell  as  s tale  d ata  w h o s u t ilizatio n   f ac to r   i s   v er y   le s s .   At  th s a m ti m e,   P E G A SIS  u s es  ch ai n - b ased   d ata  ag g r e g atio n   ap p r o ac h   th at  d o es  n o ca ter u p   th d y n a m i d em a n d s   o f   m u lt ip le  d ata  p o in ts   to   s in g le   h eter o g e n eo u s   n et w o r k .           Fig u r 2 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   u t ilizatio n   f ac to r       3 . 1 .   P er f o r m a nce  e v a lua t io n   T h p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   s tr ea m li n ca p ab ilit y   to   f o r w ar d   o n l y   r e liab le  d ata  th at  is   s e lecte d   b y   th p er v asi v n et w o r k   o n   t h b asis   o f   ti m a n d   s en s o r   n et wo r k .   Fig u r 3   an d   Fig u r 4   o f f er s   th co m p ar ativ e   p er f o r m a n ce   an al y s is   w it h   r es p ec to   en er g y   ef f icie n c y .   A   clo s er   lo o k   in to   th g r ap h ical  o u tco m e s   w ill  s h o w   th at  p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   s i g n i f ica n le v el  o f   e n er g y   s a v i n g   b y   r etai n i n g   m a x i m u m   r e m ai n in g   e n er g y   an d   n u m b er   o f   n o d es  i n   co n tr as to   ex is t in g   s y s te m .   T h p r i m r ea s o n   b eh i n d   t h is   i s   m a j o r it y   o f   th ta s k   o f   f o r w ar d i n g   t h d ata  p ac k et  is   o u ts o u r ce d   to   th p er v as iv n e t w o r k   v ia  g ate w a y   n o d o n   th b asis   o f   t h s e n s o r   n et w o r k   a n d   s p ec if ic  p r io r itizatio n   lev el.   T h is   w il m ea n   t h at  o n   t h b asis   o f   d ata  p r io r it y   le v el  as  w ell  as   lo ca tio n   o f   o r ig in atio n   p o in o f   d ata,   th p r o p o s ed   s y s te m   p e r f o r m s   t h co m p lete  p r o ce s s   o f   d ata  ag g r eg a tio n .   T h is   o p er atio n   o f f er s   s i g n if ican tl y   le s s er   a m o u n t   o f   lo ad   o n   an y   n o d ( m e m b er   cl u s ter h e ad )   ca u s i n g   s a v i n g   o f   r esid u al  p o w er   ( Fig u r 3 )   th at  d ir ec tl y   en s u r es  m o r n u m b er   o f   ali v n o d es  till   th e   en d   o f   s i m u latio n   ( Fig u r 4 ) .   Ho w ev er ,   L E A C H   an d   P E GA SIS  o f f er s   h i g h l y   i ter atv s tep s   alo n g   w ith   n o   m u ch   e n s u r it y   o f   d ata   r eliab ilit y .   T h is   ca u s es  ad v er s ef f ec o n   d ata  u tili za tio n   f ac to r   th at  s ig n i f ica n tl y   i n cr ea s th p r o ce s s   o f   d ata  r etr an s m is s io n   ca u s i n g   m o r d ep letio n   o f   en er g y   i n   W SN.   T h p r o p o s ed   s y s te m   is   al s o   co m p u tatio n al l y   co s ef f e ctiv as  it  o f f er s   s ig n i f ica n tl y   le s s er   co m p u tatio n al  r eso u r ce s   a s   well  as  ti m to   p er f o r m   p r o ce s s in g .   T h co m p lete  al g o r it h m   i s   les s   iter ati v in   its   m o d eli n g   an d   it  e n co u r a g es  m o r p r o g r es s iv o p er atio n   t h at  lead s   to   p o ten tial  r ed u ctio n   in   p r o ce s s i n g   t i m e.   A p ar f r o m   th i s   t h alg o r it h m   d o es  n o n ee d   an y   e x tr g ai n   o n   m e m o r y   s y s te m   i n   o r d er   to   o f f er   co m p iled - b ased   o u tco m t h at  ar q u ite  r ea lis tic  i n   n at u r e.   Hen ce ,   t h alg o r ith m   o f f er s   b o th   t i m e   an d   s p ac e   co m p lex it y   r ed u ctio n   ca p ab ilit y   to   s h o w   t h at  it  i s   co s e f f ec ti v s o l u tio n   to   en s u r g o o d   b alan ce   b et w ee n   d ata  r eliab ilit y   an d   en er g y   ef f icie n c y .   T h p r o p o s ed   s y s te m   h as  b ee n   d ev elo p ed   in   m a tlab   u n d er   n o r m al  3 2 - b it  w i n d o w s   p latf o r m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N o ve l fra mewo r o f reta in in g   ma ximu d a ta   q u a lity a n d   en erg efficien cy   in   r ec o n f ig u r a b le  . ..   ( B .   P r a th ib a )   2899       Fig u r 3 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   r esid u al  e n er g y           Fig u r 4 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   aliv n o d es           Fig u r 5 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   p r o ce s s in g   ti m e       4.   CO NCLU SI O N     T h is   p a p e r   in t r o d u ce d   m eth o d   w h er s ele ctiv t r an s m is s io n   is   ca r r ie d   o u t   u s in g   m a n y   to   o n e   d i r e cti o n .   T h c o m p lete  n etw o r k   is   d iv i d e d   in t o   m an y   f o r m s   o f   W SN  w h ich   p er f o r m s   ma n y   c o m m u n icatio n s   w ith   o ne   p e r v asiv n etw o r k   v ia  g atew ay   s y s tem .   T h s ig n if ican c o n t r i b u ti o n   o f   th p r o p o s e d   s y s tem s   ar as   f o ll o w   i)   th p r o p o s ed   s y s tem   o f f er s   s ele ctiv tr an s m is s io n   s ch em th at  is   s ig n if ican t ly   b en ef ici al  f o r   all   th h et er o g en o u s   n etw o r k   w ith   em er g en cy - s en s o r y   ap p li ca ti o n ,   ii )   th e   p r o p o s e d   s y s tem   o f f er s   g o o d   s av in g   o f   d is s i p a ti o n   p o w er   am o n g   th s en s o r s   ir r es p ec t iv o f   its   n u m b er   o f   d e p l o y m en t,  iii)  th p r o ce s s in g   s p ee d   o f   th p r o p o s e d   s y s tem   is   s ig n if ican tly   f aster   th an   an y   ex is tin g   s tan d a r d   en e r g y   ef f icien ct   alg o r ith m s ,   an d   iv )   th u ti liz ati o n   d eg r e o f f er s   d i r ec t   u s a b ili ty   o f   th e   ag g r eg at e d   d at in   th e   W SN .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 8 9 3   -   2901   2900   RE F E R E NC E S     [1 ]   W .   Da rg ie  a n d   C .   P o e l la b a u e r ,   F u n d a m e n tals  o f   w irele s se n s o n e tw o rk s t h e o ry   a n d   p ra c ti c e ,”   J o h n   W il e y   &   S o n s ,   2 0 1 0 .     [2 ]   Kh a n   I . e a l . ,   W ir e le ss   se n s o r   n e tw o rk   v i rt u a li z a t i o n A   su rv e y ,”   IEE C o mm u n ic a t i o n S u rv e y &   T u t o r i a l s ,   v o l / iss u e 1 8 (1 ) ,   p p .   553 - 76 2 0 1 6   [3 ]   A li   A . e a l . ,   A   c o m p re h e n s iv e   su rv e y   o n   re a l - ti m e   a p p l ica ti o n s   o f   W S N ,”   F u t u re   I n ter n e t ,   v o l /i s s u e 9 (4 ) ,   p p .   77 2017   [4 ]   M a k te d a P P .   a n d   De s h p a n d e   V S. ,   I n te r p re ta ti o n   o f   Re li a b i l it y   in   W i re l e ss   S e n s o Ne tw o rk s ,”   C l o u d   &   Ub i q u i t o u C o m p u t i n g   &   Eme r g i n g   T e c h n o l o g ie s ( CU BE ) ,   2 0 1 3   I n ter n a t i o n a l   C o n fer e n c e   o n ,   p p .   1 0 4 - 107 2013 .   [5 ]   A u d it o C . ,   G u i d a n c e   o n   T e st i n g   Da ta  Re l ia b i li ty ,   A v a il a b le :   h t t p :/ /w ww . a u d it o rr o les . o rg /f i les / t o o lk it /r o le 2 /T o o l 2 a A u s ti n Ci ty A u d _ G u id a n c e T e st i n g Re li a b i li ty . p d f   [6 ]   W e n   H . e a l . ,   Re tr a n sm issi o n   o re d u n d a n c y T ra n sm issi o n   r e l ia b i l it y   st u d y   in   w ire les se n s o n e t w o rk s ,”   S c ie n c e   Ch i n a   i n f o rm a t i o n   sc ie n c e s ,   v o l/ is su e :   5 5 ( 4 ) ,   p p .   7 3 7 - 46 2012 .   [7 ]   M .   A .   M a h m o o d ,   e a l . ,   Re li a b i l it y   i n   w ire les s   se n s o r   n e tw o r k s:  A   s u rv e y   a n d   c h a l le n g e a h e a d ,”   C o m p u ter   Ne tw o rk s ,   v o l.   79 ,   p p .   166 - 187 2015   [8 ]   S.   Kr i t,   e t   a l . ,   Re l ia b il it y   o f   t ra n s p o r d a ta  a n d   e n e rg y   e f f ici e n in   W i re le ss   S e n s o r   Ne tw o r k s:  A   l it e ra t u re   su rv e y ,”   E n g i n e e r i n g   &   M IS   ( IC E M IS ),   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n .   IE EE ,   2 0 1 6 .     [9 ]   Do n g   M . e a l . ,   RM ER Re l ia b le  a n d   e n e rg y - e f f icie n d a ta  c o l le c ti o n   f o la rg e - s c a le  w i re le ss   se n so n e tw o rk s ,”   IE EE   I n ter n e o f   T h i n g s   J o u r n a l ,   v o l / iss u e 3 ( 4 ) ,   p p .   511 - 9 2016   [1 0 ]   V e n k a tes a n   L . e a l . ,   A   su rv e y   o n   m o d e li n g   a n d   e n h a n c i n g   re l ia b i l it y   o f   w ire les s   se n s o r   n e tw o rk ,”   W ire l e ss   S e n s o Ne tw o rk ,   v o l / iss u e 5 ( 0 3 ) ,   p p .   41 2013 .   [1 1 ]   M .   I .   A l i p i o   a n d   N .   M .   C .   T ig la o ,   RT - C a CC A   Re l ia b l e   T ra n s p o r w it h   Ca c h e - A w a re   C o n g e s ti o n   Co n tr o P r o t o c o l   in   W ire les S e n s o Ne tw o rk s ,   I EE T r a n s a c ti o n o n   W ire les s   C o mm u n ic a t i o ns ,   v o l /i ss u e :   17 ( 7 ) ,   p p .   4 6 0 7 - 4 6 1 9 ,   2 0 1 8 .   [1 2 ]   H.  A ls h a h e e n   a n d   H.  T Ri z k ,   E n e rg y   S a v i n g   a n d   Re l ia b i li ty   f o W irele ss   B o d y   S e n s o Ne tw o rk ( W BS N) ,   I E EE   Acc e ss ,   v o l .   6 ,   p p .   1 6 6 7 8 - 1 6 6 9 5 ,   2 0 1 8 .   [1 3 ]   Y.  D u a n ,   e a l . A   m e th o d o l o g y   f o re li a b il it y   o f   W S b a se d   o n   so f tw a re   d e f i n e d   n e tw o rk   i n   a d a p t iv e   i n d u s tr ia e n v ir o n m e n t ,   I E EE /C AA   J o u r n a l   o f   A u t o m a ti c a   S i n ic a ,   v o l / iss u e :   5 ( 1 ) ,   p p .   7 4 - 8 2 ,   2 0 1 8 .   [1 4 ]   A .   S .   E lsa f ra w e y ,   e a l . C o o p e ra t iv e   h y b r i d   se lf - h e a l i n g   sc h e m e   f o se c u re   a n d   d a ta  r e l ia b i l it y   in   u n a t t e n d e d   w irele s s e n s o r   n e tw o rk s ,   I ET   I n f o rm a ti o n   S e c u r it y ,   v o l /i ss u e :   9 ( 4 ) ,   p p .   2 2 3 - 2 3 3 ,   2 0 1 5 .   [1 5 ]   Z.   He   a n d   W .   Jia n g ,   Q u a n t u m   M e c h a n ica A p p r o a c h   t o   M o d e l i n g   Re l ia b i li ty   o f   S e n s o Re p o rts ,   I EE S e n s o r L e t ter s ,   v o l /i ss u e :   1 ( 4 ) ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   X.  Ji n ,   e a l . Re li a b il it y   a n d   T e m p o ra li ty   Op t im iza t i o n   f o M u l t i p le  C o e x is ti n g   W ire les s HA RT   Ne tw o rk i n   In d u s tr ia E n v i r o n m e n t s,   I E EE   T ra n s a c ti o n o n   I n d u s tri a l   E lec tr o n ics ,   v o l / iss u e :   64 ( 8 ) ,   p p .   6 5 9 1 - 6 6 0 2 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   M .   Ka m e z a k i ,   e a l . C o n d it i o n - Ba se d   L e ss - Er ro Da ta  S e lec ti o n   f o R o b u st  a n d   A c c u ra te  M a ss   M e a s u re m e n i n   L a rg e - S c a le  Hy d r a u l ic  M a n i p u la t o r s,   I E EE   T r a n s a c t i o n o n   In str u me n t a t i o n   a n d   M e a s u re m e n t ,   v o l / i ss u e :   66 ( 7 ) ,   p p .   1820 - 1 8 3 0 ,   2 0 1 7 .   [1 8 ]   L .   L e i,   e a l . O p t im a Re li a b il it y   in   E n e rg y   Ha rv e s ti n g   I n d u s tr ial   W irel e ss   S e n so Ne tw o rk s ,   I E E T r a n s a c t i o n s   o n   W ire les Co mm u n i c a t i o n s ,   v o l / iss u e :   15 ( 8 ) ,   p p .   5 3 9 9 - 5 4 1 3 ,   2016.   [1 9 ]   L .   L iu ,   e a l . A n   S NR - A ss u re d   A n ti - Ja m m in g   R o u ti n g   P r o t o c o f o Re li a b le  C o m m u n ica ti o n   i n   I n d u s tr ial  W ire les s   S e n s o r   Ne tw o rk s,   IE EE   C o mm u n i c a t i o n s   M a g a z i n e v o l / iss u e :   56 ( 2 ) ,   p p .   2 3 - 2 9 ,   2018.   [2 0 ]   J.  L o n g ,   e t   a l . Re li a b il i ty   g u a ra n tee d   e f f ici e n t   d a ta   g a t h e ri n g   i n   w irele s s e n s o n e tw o rk s,   IE E Ac c e ss ,   v o l .   3 ,   p p .   430 - 4 4 4 ,   2 0 1 5 .   [2 1 ]   H.  L u o ,   e a l . Da t a   F u si o n   w i th   De si re d   Re li a b i li ty   in   W ire les s   S e n s o N e tw o rk s ,   I E EE   T r a n s a c t i o n o n   P a r a l le a n d   Dis tr i b u te d   S y s tem s ,   v o l /i ss u e :   22 ( 3 ) ,   p p .   5 0 1 - 5 1 3 ,   2 0 1 1 .   [2 2 ]   C.   P ie ll i,   e a l . J o i n C o m p r e ss i o n ,   C h a n n e C o d i n g ,   a n d   Re t ra n sm issi o n   f o Da ta  F i d e li t y   w it h   E n e rg y   Ha rv e s ti n g ,   I EE T r a n s a c t i o n o n   C o mm u n ic a t i o n s v o l / iss u e :   66 ( 4 ) ,   p p .   1 4 2 5 - 1 4 3 9 ,   2 0 1 8 .   [2 3 ]   W .   S u n ,   e a l . E n d - to - E n d   Da t a   De li v e ry   Re li a b il it y   M o d e f o r   Est im a ti n g   a n d   O p ti m iz i n g   t h e   L in k   Q u a li ty   o In d u s tr ia W S Ns ,   IE EE   T r a n s a c ti o n o n   A u t o m a ti o n   S c ie n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l / iss u e :   15 ( 3 ) ,   p p .   1 1 2 7 - 1137,   2 0 1 8 .   [2 4 ]   H.  T e n g ,   e t   a l . ,   A d a p t iv e   t ra n sm issi o n   p o w e c o n tr o f o r   re l ia b le  d a ta  f o rw a r d i n g   i n   se n s o b a se d   n e tw o rk s ,   W i re le ss   C o mm u n ic a t i o n s   a n d   M o b i le   C o m p u ti n g ,   p p .   2 2 ,   2 0 1 8 .   [2 5 ]   S .   W a n g ,   e a l . A n a ly ti c a F RT d e p l o y m e n a p p r o a c h   f o re l ia b i l it y   im p ro v e m e n t   o f   i n t e g ra te d   c y b e r - p h y sic a l   d i st ri b u ti o n   sy ste m s,   I ET   Ge n e r a ti o n ,   T r a n s mis si o n   &   Distr i b u t i o n ,   v o l / iss u e :   10 ( 11 ) ,   p p .   2 6 3 1 - 2 6 3 9 ,   2 0 1 6 .   [2 6 ]   R.   Ya n ,   e a l . Im p r o v i n g   c a li b r a ti o n   a c c u ra c y   o f   a   v ib r a t i o n   se n so t h r o u g h   a   c l o s e d   l o o p   m e a su r e m e n sy ste m ,   IE EE   I n s tr u m e n t a ti o n   &   M e a s u re me n t   M a g a z i n e ,   v o l / iss u e :   19 ( 1 ) ,   p p .   4 2 - 4 6 ,   2 0 1 6 .   [2 7 ]   Y.  Ya n g ,   e a l . A   L o ss   I n f e re n c e   A lg o r it h m   f o W ire les S e n s o Ne tw o rk t o   Im p ro v e   D a ta  R e l ia b i l it y   o f   Dig i ta Ec o sy ste m s,   I EE T r a n s a c t io n o n   I n d u st ri a E lec t r o n ics ,   v o l /i ss u e :   58 ( 6 ) ,   p p .   2 1 2 6 - 2137,   2011.   [2 8 ]   J.  Z h u ,   e a l . Re l ia b i li ty   a n a l y sis  o f   w irele ss   se n s o n e tw o rk u s i n g   M a rk o v ia n   m o d e l ,   J o u r n a o A p p l ie d   M a t h e m a t ics ,   p p .   2 1 ,   2 0 1 2 .   [2 9 ]   J.  Z h u ,   e a l . Ev a l u a t i n g   t h e   Re l ia b i li ty   Co e f f ic ie n o f   a   S e n s o B a se d   o n   t h e   T r a i n i n g   Da ta  W i t h i n   t h e   F ra m e w o rk   o f   Ev i d e n c e   T h e o ry ,   IE E Acc e s s ,   v o l .   6 ,   p p .   3 0 5 9 2 - 3 0 6 0 1 ,   2 0 1 8 .   [3 0 ]   G .   S a m a ra   a n d   M .   A lj a i d i ,   Ef f icie n t   e n e rg y ,   c o s re d u c t i o n ,   a n d   Qo S   b a se d   r o u ti n g   p r o t o c o f o w irele s se n s o r   n e tw o rk s ,   I n te r n a t i o n a J o u r n a l   o E lec tr ic a a n d   C o m p u te En g i n e e ri n g   ( IJ EC E ) v ol / iss u e :   9 ( 1 ) ,   p p .   4 9 6 - 5 0 4 ,   2019 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       N o ve l fra mewo r o f reta in in g   ma ximu d a ta   q u a lity a n d   en erg efficien cy   in   r ec o n f ig u r a b le  . ..   ( B .   P r a th ib a )   2901   [3 1 ]   R .   F .   C h is a b ,   A n   a c t iv e   tec h n i q u e   f o p o w e s a v i n g   i n   W S u n d e a d d it i v e   w h it e   g a u s sia n   n o i se   c h a n n e l ,   In ter n a ti o n a J o u r n a l   o f   E lec tri c a a n d   C o m p u ter   E n g i n e e r i n g   ( IJ E CE) v ol /i ss u e :   9 ( 1 ) ,   p p .   3 8 6 - 3 9 6 ,   2 0 1 9 .   [3 2 ]   M .   I n g le   a n d   P VRD   P .   Ra o ,   Im p r o v i n g   IF   A lg o ri t h m   f o Da ta  A g g re g a t i o n   T e c h n i q u e i n   W irele ss   S e n s o r   Ne tw o rk s ,   I n te rn a t io n a J o u r n a l   o El e c tr ic a a n d   C o m p u ter   E n g i n e e r i n g   ( IJ E CE ) v ol / iss u e :   9 ( 1 ) ,   p p .   5 1 6 2 - 5 1 6 8 ,   2018 .   [3 3 ]   B.   P ra t h i b a ,   e a l . ,   A   N o v e Cl u s ter i n g   A lg o ri t h m   f o L e v e ra g i n g   Da ta  Q u a li ty   in   W ire les s   S e n s o r   Ne tw o rk ,   S p r i n g e r - I n te rn a t io n a C o n fer e n c e   o n   Ne x Ge n e r a t i o n   C o m p u t i n g   T e c h n o lo g ies ,   S ma rt   a n d   I n n o v a t ive   T re n d i n   Ne x t   Ge n e ra t i o n   C o m p u t i n g   T e c h n o l o g ies ,   p p .   6 8 7 - 6 9 4 ,   2 0 1 7 .   [3 4 ]   B.   P ra t h i b a ,   e a l . S DQ E S e n s o Da ta  Q u a li ty   En h a n c e m e n i n   R e c o n f ig u ra b le  Ne tw o rk   f o Op ti m a Re l ia b il it y ,   S p r i n g e r - C o m p u te S c ie n c e   O n - l i n e   C o n fe re n c e ,   Cy b e r n e t ics   a n d   Al g o r it h ms   i n   I n te ll i g e n t   S y s tem s ,   pp .   356 - 3 6 3 ,   2 0 1 8 .   [3 5 ]   B.   P ra t h i b a ,   e a l . ,   F r a m e w o rk   fo a ss e ss in g   d a ta  q u a li ty   re se m b l e fa c to in   larg e - sc a le  w irele s s e n so n e tw o rk ,”   In ter n a t io n a J o u rn a o E n g in e e rin g   &   T e c h n o lo g y v o l/ issu e :   7 ( 4 ) p p .   3 5 8 3 - 3 5 9 0 ,   2 0 1 8 .     [3 6 ]   Z.  J i n g x ia ,   e a l . ,   L EA CH - W M w e ig h te d   a n d   i n tra - c l u ste m u lt i - h o p   e n e rg y - e f f icie n a lg o ri t h m   f o w irele s se n s o r   n e tw o rk s ,”   I EE E   -   P r o c e e d i n g o f   t h e   3 5 t h   C h i n e se   C o n tr o l   C o n fer e n c e ,   2016 .   [3 7 ]   S .   L i n d se y   a n d   C.   Ra g h a v e n d ra ,   P EG A S I S P o w e r -   e f f icie n g a t h e r i n g   i n   se n s o r   i n f o rm a ti o n   s y ste m s,”   IE EE   Aer o s p a c e   C o n fer e n c e   Pr o c e e d in g s ,   p p .   1 1 2 5 - 1 1 3 0 2 0 0 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.