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.   10 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 0 ,   p p .   1 2 9 6 ~ 1 3 0 7   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 10 i 2 . p p 1 2 9 6 - 1 3 0 7           1296       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Surv ey energy  e f ficient  proto co ls u sing  radio  schedu ling  in  w ireless  senso r ne tw o rk       Dee pa   M a t hew  K . Anita   J o nes   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   De p a rtm e n t,   Ka ru n y a   Un iv e rsit y ,   Co im b a tu re ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   6 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Oct   12 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Oct  2 2 ,   2 0 1 9       A n   e ff icie n e n e rg y   m a n a g e m e n sc h e m e   is  c ru c ial  f a c to f o d e sig n   a n d   im p le m e n tatio n   o f   a n y   s e n so n e tw o rk .   A l m o st  a ll   s e n so n e tw o rk s   a re   stru c tu re d   w it h   n u m e ro u sm a ll   siz e d ,   lo w   c o st  s e n so d e v ice s   w h ich   a r e   sc a tt e re d   o v e th e   larg e   a re a .   T o   im p ro v ise   th e   n e tw o rk   p e rf o r m a n c e   b y   h ig h   th ro u g h p u w it h   m in i m u m   e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   a n   e n e rg y   e ff icie n ra d io   sc h e d u li n g   M A p ro to c o is  e f fe c ti v e   so lu ti o n ,   si n c e   M A la y e h a th e   c a p a b il it y   to   c o ll a b o ra te  w it h   d istri b u te d   w irele s n e t w o rk s.    Th e   p re se n su rv e y   stu d y   p ro v id e re lev a n re se a rc h   w o rk   to wa rd ra d io   sc h e d u li n g   m e c h a n is m   in   th e   d e sig n   o f   e n e r g y   e ff icie n w irele ss   se n so r   n e tw o rk s   (W S Ns ).     T h e   v a rio u ra d io   sc h e d u li n g   p ro t o c o ls  a re   e x ist  in   th e   li tera tu re ,   w h ich   h a so m e   li m it a ti o n s.  T h e re f o re ,   it   is  re q u ire  d e v e lo p in g   a   n e w   e n e r g y   e ff ici e n ra d i o   sc h e d u li n g   p r o to c o t o   p e rf o rm   m u lt tas k w it h   m in im u m   e n e rg y   c o n su m p ti o n   (e . g .   d a ta  tr a n sm is sio n ).   T h e   m o st  o f   re se a r c h   stu d ies   p a y in g   m o re   a tt e n ti o n   t o w a rd to   e n h a n c e   t h e   o v e ra ll   n e tw o rk   li f e ti m e   w it h   th e   a im  o f   u sin g   e n e r g y   e f f i c ien sc h e d u li n g   p r o to c o l.   In   t h a c o n tex t,   th is  su rv e y   stu d y   o v e rv ie ws   th e   d i ff e r e n c a teg o ries   o f   M A b a s e d     ra d io   sc h e d u li n g   p ro t o c o ls  a n d   t h o se   p ro t o c o ls  a re   m e a su re d   b y   e v a lu a ti n g   th e ir  d a ta  tran sm issio n   c a p a b il it y ,   e n e rg y   e ff icie n c y ,   a n d   n e tw o rk   p e rf o r m a n c e .   W it h   th e   e x ten siv e   a n a l y sis  o f   e x isti n g   w o rk s,  m a n y   re se a rc h   c h a l len g e a re   sta ted .   A lso   p ro v id e f u tu re   d irec ti o n f o n e w   W S d e sig n   a t   th e   e n d   o f   th is  su rv e y .   K ey w o r d s :   Du t y   c y cle   E n er g y   co n s er v atio n   Net w o r k   li f eti m e   R ad io   s ch ed u l in g   W SNs   Co p y rig h ©   2 0 2 0   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   All  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Dee p Ma th e w   K ,.   E lectr o n ics an d   C o m m u n icat i o n   E n g in ee r i n g   D ep ar t m e n t,   Kar u n y U n iv er s it y ,   C o i m b at u r e,   I n d ia .   E m ail:  d ee p a m at h e w k . ec @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h W ir eless   Sen s o r   Net w o r k   ( W SN)   s ig n i f ica n ce   is   n o o n l y   li m ited   to   th d esi g n   o f   s t an d - alo n e   ap p licatio n ,   w h er ea s   to d a y   it i s   s u b - s y s te m   o f   t h i n ter n e t o f   th i n g s   ( I o T )   [ 1 ] .   T h I o T   b r in g s   s ca lab ili t y   i n to   th W SN   b y   co n n ec ti n g   W S n o d es  t h r o u g h   g a te w a y s   [ 2 3] .   T h is s u o f   e n h a n ci n g   n et w o r k   lif e ti m is   al w a y s   cr it ical   r eq u ir e m e n t,   w h et h er   th ap p licatio n   i s   s ta n d alo n W SN  o r   an   I o T   ap p licatio n   [ 4 ] .   I n   o r d er   to   i m p r o v is t h n et w o r k   o v e r h ea d ,   v ar io u s   e n er g y   m an a g e m en ap p r o ac h es  ar p r o p o s ed   at  d if f er en la y er s   o f   W SN  [ 5 ] .   T h en er g y   ef f ic ien co n g esti o n   co n tr o an d   r o u ti n g   p r o to co ls   ar d esig n ed   at  th tr an s p o r an d   n et w o r k   la y er   r esp ec tiv el y   [ 6 7 ] .   A th p h y s ica la y er ,   r ad io   s ch ed u les,  d u t y   c y cle,   u s ed   o f   d ir ec tio n al  an ten n a,   etc.   ar t h ap p r o ac h es  to w ar d s   o p ti m izi n g   th co n s u m p tio n   o f   en er g y   [ 8 ] .   T h t r ad itio n al  ap p r o ac h   o f   m an a g i n g   d u t y   c y cle   u s in g   I E E E   8 0 2 . 1 5 . 4   s tan d ar d   is   w ell   ac ce p ted   f o r   I o T   also   d u to   its   lo w   e n er g y   co n s u m p tio n   [ 9 ] .   T h en er g y   co n s er v atio n   s c h ed u lin g   al g o r ith m s   ar b r o ad l y   cla s s i f ied   i n to   t w o   ca te g o r ies   n a m e l y   ce n tr alize d   an d   d e - ce n tr alize d   [ 1 0 ] .   I n   lo n g   d u r atio n   tr an s m is s io n ,   th e   s ig n a ex p er ien ce s   d eg r ad ed   ch a n n el   co n d itio n   th at   ca u s es   ex ce s s i v u s e   o f   en er g y .   T h u s o f   t i m e   d iv i s io n   m u ltip le  ac ce s s   ( T DM A )   p r o to c o e n s u r e s   o p ti m al  u s o f   en er g y   [ 1 1 ] .   T h p ar am eter s   w h ile  d esi g n i n g   s ch ed u li n g   s c h e m es   n ee d   to   co n s id er   th e   t y p e   o f   s en s o r s ,   n et w o r k   to p o lo g y ,   d ep lo y m e n p o lic y ,   s e n s in g   ar ea ,   tr an s m is s io n   r an g e,   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:  2088 - 8708       S u r ve y:   en erg efficien t p r o to co ls   u s in g   r a d io   s ch ed u lin g   in   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r ( Dee p a   Ma th ew K . )   1297   ti m s y n c h r o n iza tio n ,   lo ca liz atio n ,   etc.   [ 1 2 ] .   T h o p tim a l   g o a o f   d esig n i n g   en er g y   e f f icien s ch ed u li n g   s ch e m es i s   to   en h an ce   t h n e t w o r k   li f eti m e.     T h r ad io   in   th e   co m m u n icati o n   m o d u le  o f   s en s o r   n o d h as  t h r ee   d if f er en s ta tes:   1 )   A c tiv e - State ,   2 )   I d le - State,   a n d   3 )   Sleep - S tate.   T h r ad io   s ch ed u li n g   s ch e m e   r eq u i r es   d esi g n i n g   ti m s y n c h r o n izatio n   a m o n g   t h ese   s ta tes  [ 1 3 ] .   T h h ig h e s a m o u n t   o f   e n er g y   is   c o n s u m ed   w h i le  t h ac ti v e   s tat o f   r ad io   b ec au s d u r in g   t h is   s tate  b o th   tr an s m i s s io n   an d   r ec ei v in g   o f   t h s i g n al  ta k es  p lace ,   w h er ea s   in   id le  s tate  t h r ad io   is   o n ,   b u t h co m m u n icatio n   p r o ce s s   d o esn ' ta k p lace ,   s o   th e n er g y   co n s u m ed   d u r i n g   th is   s tate   is   w aste.     T h au to m atio n   o f   s w itc h o v e r   b et w ee n   id les  to   s leep   a n d   s leep   to   ac tiv as  w ell  ac ti v to   s leep   is   th co r r eq u ir e m en t o f   r ad io   s ch ed u l i n g   [ 1 4 ] .   T h r ad i o   en er g y   co n s u m p tio n   ( R Ener g y )   ca n   b f o r m u lated   as [ 1 5 ] .     T b P c R tx E n e r g y . .     W h er C     co ef f icie n o f   en er g y   tr a n s m i s s io n ,   b   en er g y   co n s ta n t,   P tx     en er g y   ex p lo it  in   s i g n a l   tr an s m is s io n   a n d   T     to tal  tr a n s m i s s io n   t i m e.     T h r ad i o   s ch ed u lin g   m ec h a n i s m   f o r   s en s o r   n et w o r k s   is   th k e y   f ac to r   f o r   en er g y   co n s er v atio n   af ter   th n et w o r k   i s   d ep lo y ed .   T h all  th s en s o r   n o d es  ar in   s l ee p   m o d e,   th n o d ca n n o p er f o r m   s en s i n g   a n d   co m m u n icatio n   tas k   a n d   co n s u m es   v er y   lo w   e n er g y .   C o n s eq u e n tl y ,   t h k e y   g o al  o f   en er g y   s c h ed u li n g   m an a g e m e n s c h e m is   to   k ee p     m in i m u m   n u m b er   o f   s e n s o r   d ev ices  in to   ac ti v e - m o d f o r   th n ec e s s ar y   tas k   an d   p u o th er   s e n s o r   n o d es  in   th s leep i n g   m o d to   co n s er v e   th en er g y .   T h ad v an ta g o f   s ch ed u lin g   r ad io   to   s leep   s tag e,   it  s av e s   en er g y   s i g n i f ica n tl y   as  it  o p er ates  at  lo w   d u t y   c y cle,   in   t u r n ,   en h a n ce s   t h o v er all   lif eti m o f   t h n et w o r k   a n d   o th er   q u ali t y   o f   s er v ice  p ar a m eter s .   I n   ad d itio n ,   t h e x is t in g   r esear ch   o n   r ad io   s ch ed u lin g   s c h e m es  m ain l y   f o cu s ed   o n   s i n g le  n o d s en s o r   m o d u le,   w h ile  f e w   s tu d ies  g i v en   atten t io n   to w ar d s   th s en s ed   m o d u le  s c h ed u lin g   f o r   m u ltis e n s o r y   n o d es.  T h p r io r   r esear ch   co n s id er s   th e   r ad io   o f   ea ch   n o d a s   th m o d u le  w h ic h   co n s u m e s   t h m o s t e n er g y .     Ho w e v er ,   w it h   th e   d ev elo p m en o f   w ir e less   s e n s o r   tec h n o lo g y ,   s en s o r s   in   th n et w o r k s   ar e   in te g r ated   w it h   n u m b er   o f   s e n s o r   n o d es,  an d   th o s ca n   b r in g   d i f f er en s e n s in g   ca p ab ilit ies,  f o r   ex a m p le;   te m p er atu r m ea s u r e m en t,  d is tan ce   p r ed ictio n ,   a n d   s o   o n .   T h r o u g h   t h s e n s i n g   o b s er v at io n s ,   ac ti v s en s o r   n o d es  ca n   co o r d in ate  w i th   ea c h   o th er   an d   tr ac k   t h tar g eti n g   task .   T h m u lti - s e n s o r y   ap p r o ac h   ac h ie v es  g o o d   tr ac k in g   r es u lts   t h a n   s i n g le  s e n s o r   s en s i n g   o b s er v at io n .   T h u s ,   s en s o r   s ch ed u li n g   m a n a g e m en s c h e m i s   tak e n   in to   th ac co u n w h ic h   b alan ce   th en er g y   co n s u m p tio n   r ate  as  w e ll  as  tr an s m is s io n   a n d   s to r ag r elate d   p r o b lem s .   A s   a n   ex a m p le;  v id eo   s en s o r y   n o d es  co n s u m es  h i g h   e n er g y   w it h   m o r b an d w id t h   w h i le  m u lti m ed ia  tr an s m is s io n ,   t h a is   t h m aj o r   f ac to r   in   t h e   n et w o r k   p er f o r m an ce .   T h er ef o r e,   lo w   e n er g y   co n s u m p tio n   d u r i n g   s c h ed u li n g   m an a g e m en i s   t h h i g h er   p r io r ity   in   d esi g n in g   a   W SNs .   T o   p r o lo n g   th n et w o r k   li f esp a n ,   s en s o r   n o d es  ar o f ten   s ch ed u led   at  s leep in g   m o d e.   W h ile  n ei g h b o r in g   n o d es  p er f o r m s   th co m m o n   s e n s i n g   ta s k   a n d   all  o th er   n o d es  a r n o r eq u ir e d   to   p er f o r m   th s a m tas k   i n   th e n tire   n et w o r k   lif eti m e.   I n   o r d er   to   i m p r o v e   th e   s e n s o r   e n er g y   u til izatio n   an d   p r o lo n g   t h n et w o r k   li f eti m e,   a   d is tr ib u ted   clu s ter - b ased   s c h ed u lin g   al g o r ith m   i s   i n tr o d u ce d   b y   Ka n n an   et  al.   [ 1 6 ] .   T h is   ap p r o ac h   s ig n i f ican tl y   ac h ie v ed   th 7 . 5   to   1 2   p er ce n t a cc u r ac y   in   th o v er all  en er g y   s av i n g   as   co m p ar ed   to   ex is ti n g   h ier ar c h ical  p r o to co ls .     Fu r t h er m o r e,   s leep   s c h ed u li n g   m ec h an is m   is   b r o ad l y   ad o p ted   tech n iq u to   b alan ce   th e   n et w o r k   p er f o r m a n ce   b y   co n s u m i n g   m in i m u m   e n er g y .   d is tr ib u ted   s leep   s c h ed u li n g   s c h e m allo w s   t h s e n s o r   n o d e   to   co m p letel y   co v er s   t h s en s i n g   ar ea s   a n d   tu r n   o f f   t h n o d if   t h co m m u n icatio n   d o esn 't   tak p lace   o r   else   d o   n o h av en o u g h   en er g y   [ 1 7 ] .   L u et  al.   [ 1 8 ]   h av p r o p o s ed   j o in en er g y   e f f icien r o u tin g   a n d   s ch ed u li n g   p r o to co w h ic h   p r o v id ed   p o s s ib ilit ies  f o r   ev al u ati n g   t h p er f o r m a n ce   o f   th e x i s ti n g   p r o t o co an d   s er v es   as   b en ch m ar k   to   e v al u ated   r ea l - ti m h e u r is tic s   w h ic h   e n d ea v o r   to   en h a n ce   t h W SN   li f et i m e.   I n   tr ad itio n a l   s leep   s ch ed u li n g ,   t h s e n s o r   n o d es  p er f o r m   n u m er o u s   tas k s   w it h   a n   u n s p ec if ied   ti m a n d   co n s u m e x ter n a l   en er g y .   T h er ef o r e,   to   o v er co m th i s   p r o b lem ,   an   i n ter f er en ce - f r ee   T DM s leep - s c h ed u li n g   m ec h a n i s m   i s   in tr o d u ce d   w h ic h   av o id s   p as s i v lis te n i n g ,   co llis io n ,   a n d   o v er h ea r in g   [ 1 9 ] .   T h p r esen s u r v e y   s t u d y   i s   m ai n l y   f o cu s i n g   o n   t h s i g n i f ica n ce   o f   r ad io   s ch ed u lin g   m ec h a n i s m   w h ic h   i m p r o v es  th e   n et w o r k   lif e ti m e   b y   m i n i m u m   e n er g y   co n s u m p tio n .   Ho w ev er ,   t h m a x i m u m   en er g y   s av i n g   ca n   b attai n ed   at  p h y s ical  la y er ,   w h er ea s   Me d iu m   A cc es s   C o n tr o ( MA C )   la y er   r esp o n s ib le  to   m an a g t h r ad io   ac tiv ities ,   in   th r esu lt  m o r en er g y   ca n   b s av ed .   An   ef f icie n M AC   p r o t o co u s es  th r ad io   s ch ed u lin g   s ch e m e   as  a   r es u l s a v es  t h m o r a m o u n o f   en er g y   at   ev er y   le v el.   He n ce   th M A C   p r o t o co l   s ig n i f ica n tl y   f u lf ill  t h e   r eq u ir e m en o f   d esi g n in g   a n   e n er g y   ef f icie n t   s c h ed u li n g   s c h e m e   f o r   w ir eles s   n et w o r k s .     T h er ef o r e,   th s u r v e y   s t u d y   tak es  ad v an tag e s   o f   p r io r   r esear ch   w o r k s   o f   e n er g y   e f f ic ien r ad io   s ch ed u lin g   f o r   W SN  d ep lo y m e n a n d   m ai n l y   f o c u s ed   o n   m a x i m izin g   t h o v er al n et w o r k   li f eti m e.   T h p u r p o s e   o f   th is   s u r v e y   s t u d y   is   to   in v e s ti g ate  th e f f ic i en c y   o f   r ad io   s ch ed u li n g   f o r   en er g y   co n s er v a tio n   w it h   r esp ec to   ex is t in g   r es ea r ch   w o r k .   A l s o ,   o v er v ie ws  o n   d if f er e n M AC   p r o to c o ls   w it h   r esp ec to   s ch ed u lin g   m ec h a n is m s   h elp   to   en h an ce   t h s en s o r   n et w o r k s   li f eti m e.   T h s tr u ctu r o f   th co m p r eh e n s i v e   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.  10 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 0   :   1 2 9 6   -   1307   1298   s u r v e y   s t u d y   ca n   b o r g an iz ed   as;  Sectio n - I I   ill u s tr ates  th d i f f er e n e n er g y   e f f icien t   r ad io   s ch ed u li n g   s ch e m es  f o r   W SNs .   Sectio n - I I I   b r ief l y   s tu d i es  o n   r elate d   w o r k .   Sect io n - I p r o v id es  R esear ch   ch al len g es   to w ar d s   d esi g n i n g   an   en er g y   ef f icien W SN s   u s i n g   r ad io   s c h ed u li n g .   Sectio n - e n d s   w i t h   t h co n c lu s io n   o f   th s u r v e y   s t u d y .       2.   M E CH ANIS M   O F   RADIO   SCH E DU L I NG   F O E NE R G CO NS E RV AT I O O VE WSN   T h s u p e r io r ity   o f   M AC   p r o to co is   d ir ec tly   r elate d   to   th p er f o r m an ce   o f   W SN s   b ec au s e   MA C   ca n   co n tr o th e   s e n s o r   n o d es   ac ce s s i n g   t h m ed iu m .   T h v ar io u s   ex is ti n g   r ad io   s c h ed u li n g   m ec h an i s m   h as  b ee n   in tr o d u ce d   to   m a n a g th s c h ed u lin g   o p er atio n   f o r   en er g y   co n s er v a tio n .   Ho w e v er ,   d if f er en M A C   p r o to co ls   ar b r o a d ly   cla s s i f ied   as;  i)   C o n te n tio n - b ased   p r o to co ls   an d   ii)  C o n te n tio n   f r ee   p r o to co ls .   T h d etail  d escr ip tio n   ab o u t th ese  p r o to co ls   ar g iv e n   as  f o llo w s .     2 . 1 .         Co nte ntio n - ba s ed" M AC  pro t o co ls     2 . 1 . 1 .   Sens o r - M AC   Sen s o r - M A C   p r o to co is   in tr o d u ce d   b y   Ye  et  al.   [ 2 0 ,   2 1 ] .   I is   en er g y   ef f icie n M AC   p r o to co l   s p ec if icall y   d es ig n ed   f o r   s e n s o r   n e t w o r k s .   T h co r o b j ec tiv is   m o r en er g y   s a v i n g   b y   m ai n tai n i n g   s ca lab ilit y .   T h Se n s o r - M AC   p r o to co in tr o d u ce s   c y c lic   ac tiv ap p r o ac h   a n d   s leep - s c h ed u li n g   s c h e m to   s etu p   t h lo w - d u t y   c y cle  o p er atio n   at  e v er y   s en s o r .   A cc o r d in g   to   th i s   o p er atio n   ev er y   s e n s o r   n o d is   ti m el y   m o v ed   i n to   s leep - s tate  a n d   th e n   w ak e - u p   an d   en ter s   in to   ac ti v e - s tate  f o r   co m m u n icatio n   with   o th er   s e n s o r s   if   it  is   n ee d ed .   I n   s leep - s ta te,   th r ad io   is   co m p letel y   t u r n ed   o f f ,   an d   t h ti m er   i s   s et  u p   to   a w a k t h s e n s o r   at   later   ti m e.   T h p er io d ic  c y cle  o f   s leep   an d   ac t iv e - s tate  is   r ef er r ed   as   f r a m e.   T h f o llo w i n g   F i g u r e   illu s tr ates sc h ed u l in g   m e ch a n i s m   o f   s leep   an d   an   ac ti v s ta te   in   S - M A C   p r o to co l .           Fig u r 1 .   A cti v an d   s leep   s c h ed u lin g   i n   S - M A C   p r o to co l       A   d u t y - c y cle  is   r atio   b et wee n   th p r ed ef i n ed   ac tiv t i m an d   to tal  ti m o f   t h at  p er io d   [ 2 1 ] .     T h ac tiv s ta te  is   d i v id ed   in to   ti m i n ter v als  f o r   s e n d in g   o r   r ec eiv in g   t h p ac k et s   e. g .   SYNC ,   R T C , C T C   p ac k ets.  T h ac tiv ti m i s   p r ed ef in ed   o n   th b asis   o f   p h y s ical - la y er   &   M AC - la y er   p ar am eter s   ( e. g . ,   b an d w id t h   an d   f r a m e - s ize) .   W h ile  th s leep - m o d ti m in g   is   u p d ated   as  p er   th r eq u ir e m en o f   d if f er en t   ap p licatio n s ,   th a ch a n g es  t h ac tu al  d u t y   c y cle.   S - M AC   p r o to co is   m o r e n er g y   ef f icien t h a n   8 0 2 . 1 1 .   I is   s i m p le  to   i m p le m en t lo n g   ter m   co m m u n icatio n   ca n   b p er f o r m ed   u s i n g   m es s ag p ass in g   ap p r o ac h .   Nev er th e less ,   d u to   th s p ec if ied   ac ti v o r   s leep in g   ti m r atio ,   s o m a m o u n t   o f   b an d w id th   i s     un - u s ab le,   a n d   d ela y   is   v er y   h ig h .   T h m aj o r   d r aw b ac k   i s   h i g h   v o l u m o f   d ata  d eliv er y   b ec au s Se n s o r - M AC   is   d ev elo p ed   to   o p tim ize  t h la ten c y   w i th   m o r en er g y   co n s e r v atio n .     2 . 1 . 2 .   De m a nd   s leep - M AC  pr o t o co l:   DS - M AC:     I p er f o r m s   d y n a m ic  d u t y   c y cle  w i th   t h ai m   o f   h i g h   tr ad eo f f   a m o n g   m in i m u m   laten c y   an d   m o r e   en er g y   co n s er v a tio n   w it h   le s s   o v er h ea d .   I t   in tr o d u ce d   m ec h an i s m   li k e   d e m a n d   s leep   m ec h a n i s m ,   w h ic h   r esp o n s ib le  to   m an a g th s e n s o r s   s leep i n g - t i m b ased   o n   to tal  r ec eiv p ac k ets.  W h en   th s c h ed u led   ti m e   p er io d   is   b ey o n d   th th r e s h o ld   v alu e,   DS - M AC   s h o r ten s   th s e n s o r   s lee p in g   ti m e,   b ec au s s w i tch in g   o f   th s leep   s ta te  to   ac t iv e   s tate   co n s u m e s   m u ch   en er g y   [ 2 2 ] .   I f   t h a m o u n t   o f   r ec ei v ed   p ac k ets   ar les s er   t h an   th t h r es h o ld   v al u e,   s e n s o r s   i n cr ea s es  its   s leep   m o d t i m e   to   s av t h m a x i m u m   en er g y   w h ic h   is   w asted   i n   id le - s tate.   I n   th i s   p r o to co l,  ev er y   s e n s o r   n o d ex p lo its   S YNC  p ac k e ts   to   s et u p   an d   h an d le  t h clo ck - s y n ch r o n izatio n   as  s i m ilar   as   Sen s o r - M AC .   T h o u g h ,   D S - MA C   p r o to co ad o p ts   d u t y - c y cle  m ec h an i s m   f o r   r ed u cin g   th n o i s p r o b lem s .   I n   th is   p r o to co d u t y ,   c y cli n g   is   d y n a m ic;  it  i s   n o f i x ed .   As y n ch r o n o u s   M AC   p r o to co ls   ex a m p le;  B er k e le y - M A C ,   C r o s s - M AC   a n d   R ec eiv er - I n i tiated   M AC   i n tr o d u ce d   f o r   en er gy   h ar v e s tin g   W NS s   [ 2 3 ] .   T h e x p er i m e n tal  r es u lts   i llu s tr ated   th at  R I - M AC   p r o to co p er f o r m s   b etter   i n   en er g y   co n s er v atio n .   A d d itio n all y ,   t h ese  p r o to co ls   s u p p o r in d iv id u al  d u t y   c y cles.   T o   d esig n   m o r ef f icie n t   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:  2088 - 8708       S u r ve y:   en erg efficien t p r o to co ls   u s in g   r a d io   s ch ed u lin g   in   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r ( Dee p a   Ma th ew K . )   1299   DS - M AC   p r o to co l,  s o m ad d itio n al  p ar a m eter s   n ee d   to   b e   d ef in ed ,   lik e x a m p le d ela y   an d   d u t y - c y c le  i n   ea ch   s y n c h r o n izat io n   p ac k et.   T h d r aw b ac k   is ,   e v er y   s e n s o r   n ee d s   to   b alan ce   it s   en er g y   co n s u m p tio n   r ate,   w h ic h   n ee d s   m o r s to r ag s p a ce   an d   co m p u tatio n   o v er h ea d     2 . 1 . 3 .   Dire ct io na l - M AC  pro t o co l:     T h Dir ec tio n al - M AC   p r o to co is   an   e f f icie n p r o to co w i th   r esp ec to   o p ti m al  la ten c y   w i th   lo en er g y   co n s u m p tio n   [ 2 4 - 2 5 ] ,   ad o p ted   f o r   d ata  ag g r eg atio n .   Au t h o r s   ad d r ess ed   p ac k et  tr an s m i s s io n   ch a llen g e   in   m u lti h o p   n et w o r k .     T h co r o b j ec tiv   w as  to   attai n   en er g y   co n s er v atio n   a n d   m in i m u m   laten c y .   T o   en ab le  co n tin u o u s   p ac k et  tr an s m is s io n   o v er   m u lti h o p   r o u tin g ,   D - M AC   s ta g g er s   th s en s o r s   s c h ed u le  o n   t h m u lti h o p   r o u te  an d   allo w s   th s en s o r s   to   ac tiv ate  s er iall y .   Du r i n g   s c h ed u li n g   o p er atio n ,   th ti m s lo is   d i v id ed   in t o   th r ee   s tate s ,   i.e .   s en d in g ,   r ec eiv i n g   a n d   s leep in g .   I n   s e n d i n g   ti m e,   s en s o r   tr ies  to   f o r w ar d   d ata  p ac k et  to   n ex h o p   an d   r ec eiv a n   ac k n o w led g p ac k et.   I n   r ec ei v in g   ti m e,   t h s e n s o r   ex p ec ti n g   to   r ec eiv th p ac k et   an d   s en d   ac k n o w led g b ac k   t o   th s en d er .   D - M AC   is   d ev el o p ed   to   s o lv th o v er h ea r i n g   p r o b lem s   b y   g iv in g   s leep - s c h ed u le  o f   s e n s o r   an   o f f s et  w h ic h   d ep en d s   o n   it s   n o v el  m et h o d .   A d d itio n al l y ,   t h d u t y - c y cle  s etu p   w a s   m ad o n   th b asis   o f   tr af f ic  l o ad   r eq u ir e m e n in   t h s e n s o r - n et w o r k .   K u m ar   et  al.   [ 2 6 ]   in tr o d u ce d   tr af f ic  lo ad   ad ap tiv alg o r ith m   f o r   v ar y in g   i n h er e n tr af f ic  s ce n ar io s   in   t h W SNs .   I n   [ 2 7 ]   W an g   et   al.   h av p r ese n ted   co m p r eh en s i v s u r v e y   s tu d y   o n   D - M AC   p r o to co ls   f o r   ad - h o s e n s o r   n et w o r k s .   Au th o r s   b eliev ed   t h at  t h i s   s u r v ey   s t u d y   p r o v id es  b e n ch m ar k   f o r   th d ev e lo p m en o f   i m p r o v ed   D - M AC   p r o to co f o r   W SNs   ap p licatio n s .   A l s o   h ig h li g h ted   m aj o r   r esear ch   is s u es  f o r   D - M AC   p r o to co ls   f o r   W SNs   a n d   ex p e cted   th at  n e w   D - M A C   p r o to co d esig n   le v er ag e s   o n   ex is ti n g   D - M AC   p r o to co ls .   Yi  et   a l.  [ 2 8 ]   ad d r ess ed   th is s u es   o f   lo n g   ter m   co m m u n i ca tio n   ca p ab ili tie s   o v er   A d - h o n et w o r k s   u s i n g   D - M AC   p r o to co ls   an d   d esig n ed   f r a m e w o r k   o f   t h lo n g - ter m   co m m u n ica tio n   p r o to co l in   A d - Ho n et w o r k s .     2 . 1 . 4 .   T i m eO ut - M AC:     T im eO u t - M AC   p r o to co is   an   en er g y - e f f ic ien t   p r o to co l,  d er iv ed   f r o m   S - M AC   p r o to co f o r   W SNs .   T h ess en tial  g o al  is   to   m i n i m ize  th id le - s tate  ti m d u r at io n   b y   d e f in in g   d y n a m ic  d u t y - c y cle  an d   f o r w ar d   all  d ata  p ac k ets  in   t h b u r s o f   v ar iab le  len g t h   in ac tiv s tate,   an d   th er is   g ap   b et w ee n   s l ee p in g   ti m ca lled   b u r s ts   [ 2 9 ] .   T o   b alan ce   an   ac tiv e - m o d ti m p er io d   d u r in g   h i g h   tr af f ic  lo ad ,   d y n a m ica ll y   T i m eO u t - M AC   s etu p   t h th r es h o ld   v al u e.   T h is   r ed u ce s   id le  lis te n i n g .   T h n o d ac tiv ates  p er io d icall y   an d   co m m u n icate s   w i t h   n eig h b o r in g   n o d es.  I u s e s   R T S a n d   C T S,  A C K   m ec h a n is m   w h ic h   a v o id s   co llis io n   w i th   r e liab le  tr an s m i s s io n .     T h n o d en ter s   i n to   lis te n i n g - m o d a n d   p er f o r m s   d ata  tr a n s m i s s io n   u n d er   ac ti v m o d e.   I f   n o   e v en p er f o r m s   in   ac ti v e - m o d at  s p ec i f ied   th r es h o ld   ( T h ) ,   th en   ac ti v m o d s w itc h   o f f   a n d   au to m at icall y   n o d g o es  to   s leep   m o d e.   A t h p er io d   o f   co n ti n u o u s   d ata,   tr a n s m i s s io n   n o d es  co m m u n ica te  co n ti n u o u s l y   w i th o u t   en ter in g   s leep in g   m o d e.   T h f o llo w in g   F ig u r 2   p icto r iall y   r ep r esen ts   t h s c h ed u l i n g   m ec h an is m   o f   th T - M A C   p r o to co l .           Fig u r 2 .   Sch ed u li n g   in   T - M AC   p r o to co l       T h ex p er i m en tal  r es u lts   r ep r esen t h at  b o th   S - M AC   an d   T - MA C   p r o to co ls   ac h ie v u p   to   9 8 en er g y   co n s u m p tio n   r ed u ctio n   as  co m p ar ed   to   o th er   p r o to co ls .   T h d is ad v an ta g o f   th is   p r o to co is   an   ea r l y   s leep   p r o b lem   w h e r n o d g o es  to   s leep   m o d ev en   i f   it' s   n eig h b o r in g   n o d f o r w a r d   s o m d ata  to   it.   Sin g h   et  al.   [ 3 0 ]   in tr o d u ce d   n e w   T - M AC   p r o to co w it h   n e f ea t u r es  ca lled   p o w er   s av i n g   m o d w h ic h   m ak e s   th T - M AC   m o r e n er g y   e f f i cien t.  T h ad d itio n a ti m e   d u r atio n   o r   ac ti v ti m e   is   n o t   c o n s id er ed   w h e n   n o   ac tiv it y   i s   p er f o r m ed ,   an d   le f t o v er   en er g y   o f   s p ec if ic  s e n s o r - n o d g e ts   b elo w   w it h   ce r tai n   th r es h o ld   ti m e,   t h e n   its   ac ti v atio n   ti m e - o u i s   m in i m ized   b y   1 0   p er ce n tag e.   T h is   m i n i m izes  t h w as tag o f   e n e r g y   i n   th id le  s tate  an d   i m p r o v es  t h n et w o r k   o v e r h ea d .   I n   [ 3 1 ]   au th o r s   p r esen t ed   tim e f f icie n s leep - s c h ed u lin g   m ec h an is m   f o r   u n d er w ater   W SN s .   T h es s en tial  f ac to r   w as  t i m e   co n s er v at io n   w it h o u t   co n s id er in g   t h d ela y   i n   t h s en s o r s   h av i n g   n o   p ac k et  d eliv er y   to   its   p ar en n o d e .   Hen ce ,   d at f o r w ar d in g   is   v er y   f aster   t h an   e x is ti n g   s leep   s ch ed u lin g   s c h e m es p r ev e n t t h w as tag o f   t i m e.   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.  10 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 0   :   1 2 9 6   -   1307   1300   2 . 1 . 5 .   Co nte ntio n - f re M AC  pro t o co ls   T h th eo r etica s tu d y   o f   co n te n tio n   f r ee   MA C   p r o to co is   p r esen ted   b y   B u s c h   et  al.   [ 3 2 ]   w h ic h   ab le  to   b r in g   th e   n et w o r k   f r o m   ar b itra r y   p o s itio n   to   co llis io n - f r ee   p o s itio n .   B ec au s it  is   d is tr ib u ted   p r o to co l,     th s tab ilizat io n   co llis io n s   ar e   u n a v o id ab le.   E x a m p les  o f   co n ten tio n   f r ee   MA C   p r o to co ls   ar T r af f ic  ad ap tiv m ed iu m   ac ce s s   p r o to co l,  s elf - o r g an izi n g   M AC   p r o to co l,  d is tr ib u ted   en er g y   co n s u m p t io n   MA C   p r o to co an d   co n ten tio n   f r ee   s c h ed u lin g   ti m d i v is io n   m ed iu m   ac ce s s   MA C   p r o to co l.  T h d etailed   s tu d y   o f   ea c h   p r o to co l   is   d is cu s s ed   as  f o llo w s .     2 . 1 . 6 .   T ra f f ic  a da ptiv e   m edi u m   a cc ess   pro t o co l TA - M A C   I is   T DM A   b ased   p r o to c o w h ic h   o f f er s   ef f icie n e n er g y   ch an n el  ac ce s s   w it h o u a n y   c o llis io n   f o r   w ir ele s s   n et w o r k s .   T h r o u g h   t h is ,   o p ti m al  e n er g y   is   ac h ie v ed   b y   g u ar an teei n g   n o n - co lli s io n   d ata  tr an s m i s s io n   an d   allo w s   s e n s o r s   to   s w itc h   id le - s tate   w it h   m i n i m u m   en er g y   u s ag e.   T A - M AC   a s s u m es  s i n g le   ch a n n el  i s   s lo tted   f o r   d ata  a s   w el as   s i g n al   tr an s m is s io n .   T h t i m e   s lo is   m ap p ed   in   s eq u e n ce   o f   r a n d o m   ac ce s s   ( R A cc )   ti m ( i.e . ,   s i g n ali n g   s lo t)   an d   s ch ed u le - ac ce s s   ( S Acc )   ti m ( i.e . ,   tr an s m i s s io n   s l o t) .   T h T A - M AC   p r o to co b eg in s   w ith   R A cc   t i m w h er ev er y   s e n s o r   n o d i s   r an d o m l y   s elec th ti m s lo an d   later   tr an s m its   th d ata.   T h d u t y - c y c le  o f   R A cc   ti m a n d   S A cc   ti m d ep en d   u p o n   th n at u r o f   th e   n et w o r k .   Ho w e v er ,   th s lo ts   ar u tili ze d   f o r   d ata - tr an s m is s i o n   a n d   in ter ch a n g t h tr af f ic  a w ar s ch ed u le d   ti m i n f o r m atio n   a m o n g   t h s en s o r s .   T h s e n s o r   h as  to   p r o v id it s   s ch ed u le   in f o r m atio n   t h r o u g h   s c h ed u l p ac k et  e x p lo itin g   s ch ed u le  ex ch a n g p r o to co b ef o r tr an s m is s io n   o f   ac tu a d ata.   P er i o d ically ,   th s c h ed u le   ex ch a n g p r o to co l   u p d ates  t h s c h ed u li n g   i n f o r m atio n   a n d   m ain tain s   t h is   in f o r m atio n   b et w ee n   th n eig h b o r in g   n o d es.   T h ad v an ta g o f   T A - M AC   p r o to co ac h iev es   m o r e n er g y   co n s er v at io n   o w i n g   to   th e   h ig h   p er ce n ta g o f   s leep   s tate.   A ls o ,   it a ch iev e s   h ig h er   t h r o u g h p u t a s   co m p ar ed   to   th co n ten tio n   b ased   M A C   p r o to co ls .     2 . 1 . 7 .   Self - o rg a nizin g   M AC  pro t o co l:   S M AC   I is   d is tr ib u ted ,   co n ten t io n   f r ee   MA C   p r o to co d ev elo p ed   f o r   s en s o r   n et w o r k s   [ 3 3 ] .   I en ab les   g r o u p   o f   s e n s o r s   to   cr ea te  r o u te  an d   estab lis h   s c h ed u le  f o r   co m m u n icatio n   w i th   n eig h b o r in g   n o d e s   w it h o u an y   lo ca l/ g lo b al  m ast er   n o d e.   I n   th is   p r o to co l,  ev er y   n o d is   ca p ab l o f   s etti n g   its   r ad io   s ch ed u le   ( i.e . ,   o n /o f f )   an d   ad j u s th ca r r ier   f r eq u en c y   f o r   d if f er en t   b an d s .   T h s et  o f   av ailab le  b an d s   ar r elativ el y   lar g e.   A d d itio n all y ,   t h r eq u ir in f o r m atio n   ab o u s e n s o r - n o d in   th r ad io   n e t w o r k s   is   u tili ze d   to   s c h ed u le   th d u t y - c y cle  o v er   t h n et w o r k .   E v er y   s en s o r   m an ag th s u p er - f r a m e,   b y   w h ich   s c h ed u le   th co m m u n icat io n   ti m s lo ts   o f   s en s o r   n o d es.  W ith   th s p ec if ied   ti m e - s lo t,  ev er y   s en s o r   n o d ca n   co llab o r ate  w it h   th e ir   n eig h b o r h o o d   n o d es.  Ho w e v er ,   th er is   p o s s ib ilit y   o f   ti m e - co lli s io n s   b et w ee n   th s lo t s   d u to   th u n k n o w n   ch a n n el   ass ig n m en t.  T o   r eso lv s u ch   co llis io n   p r o b lem s ,   e v er y   n o d in   th n et w o r k   o p er ate  w it h   t h eir   o w n   f r eq u e n c y   r an g w h ich   is   ar b itra r il y   co n s id er ed   f r o m   r ad io   f r eq u en cies.    O n ce   t h li n k   estab lis h ed   th n o d s ch ed u le   th t u r n - o n   ti m o f   tr an s ce iv er   f o r   f u r t h er   co m m u n ica tio n   an d   au to m atica ll y   tu r n s - o f f   if   t h er is   n o   co llab o r atio n   b et w ee n   th n o d es.  Fr o m   th i s   m ec h a n is m ,   ca n   ac h i ev ef f icie n e n er g y   s av i n g   at   ev er y   n o d e.   T h m aj o r   d r a w b ac k   o f   SM AC   p r o to co is   lo w   b a n d w id th   u s a g e,   e. g . ,   i f   th e   s e n s o r   n ee d s   to   f o r w ar d   d ata - p ac k et  to   its   n e ig h b o r ,   it  ca n n o b r e - u tili ze d   th e   s a m t i m s lo o f   o t h er   n eig h b o r   n o d es.      2 . 1 . 8 .   Dis t ribute d e nerg y   c o ns u m ptio n M AC  pro t o co l:   D E - M AC       I n   th i s   p r o to co n et w o r k   i s   s tr u ct u r ed   w i th   lar g s e n s o r - n o d es  a n d   r an d o m l y   d is tr ib u ted   o v er   th g eo g r ap h ical  r eg io n .   D u r in g   t h tr an s m i s s io n   p r o ce s s ,   DE - M A C   u s es  s e n s o r ' s   i n f o r m at io n   f r o m   it s   n eig h b o r in g   n o d an d   cr ea tes  n u m b er   o f   cl u s ter   s et s   i n clu d i n g   cl u s ter - h ea d   ( C H)   as  w ell  a s   b ase  s tatio n   ( B S).   T h C r esp o n s ib le  to   ag g r eg ate  th d ata  a n d   tr an s f er   t o   th B S.  Ho w ev er ,   t h DE - M AC   p r o to co is   s ch ed u lin g   b ased   p r o to co w h er o p er atio n s   ar ca teg o r ized   in to   t w o   s p ec if ic  co m m u n icat io n   g r o u p s   s u c h   a s   in ter   clu s ter   an d   in tr clu s ter   co m m u n icatio n .   W h ile  t h ti m o f   clu s ter   co n s tr u c tio n ,   s e n s o r - n o d d eter m i n es   th e n er g y   lev el   w it h   r esp ec to   n et w o r k   ca p ab ilit y .   L i k e w i s T A - M AC ,   t h is   p r o to co co n tai n s   t w o   d is t in ct   ti m e - s lo t s ,   o n e   is   R A cc   an d   S A cc .   F u r th er m o r e,   ea ch   s lo t   is   a g ai n   s p litt ed   f o r   d ata  p ar titi o n   a n d   ac ce s s   co n tr o l.  T h s en s o r - n o d w h i ch   is   as s i g n ed   w it h   ti m s lo u s e s   th ac ce s s   co n tr o to   b r o ad ca s t h r ec eiv er   id en ti f icatio n .   T h id en ti f ied   r ec eiv er   n o d k ee p s   o n   an d   r em ai n in g   n o d es  s ta y   o n   s leep - m o d w it h   m in i m u m   p o w er   co n s u m p tio n .   Ho w ev er ,   Sef u b et. al   p r esen ted   en er g y   ef f icie n d y n a m ic  M AC   p r o to co f o r   clu s ter i n g   b ased   W SNs .   T h s tu d y   ad o p ted   cr o s s - la y er   clu s ter   s ch ed u li n g   ap p r o ac h   w h ich   m iti g at es  t h id le - li s ten in g   p r o b lem s   as  w e ll  a s   r ed u ce s   t h p ac k et   o v er h ea d .   T h tr an s ce iv er   n o d in   th e   p r o p o s ed   m o d el   tr an s m is s io n   p r o ce s s   in v o lv e s   t h r ee   m aj o r   o p er atio n s   v iz s leep - s tate,   ac tiv e - s tate   a n d   b ac k - o f f   o p er ati o n .   A ls o   p r esen ted   co o p e r ativ co m m u n icatio n   s y s te m   a m o n g   b ase - s tatio n   a n d   clu s ter s .   T h s i m u la tio n   o u t co m e s   r ep r esen ted   th at  p er f o r m an ce   o f   e n er g y   c o n s u m p tio n ,   th r o u g h p u t,  a s   well  as  d ela y   in   th e   s e n s o r   n et w o r k s .   T h o v er all   ac cu r ac y   is   v er y   g o o d   as c o m p ar ed   to   ex is tin g   f r a m e w o r k 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:  2088 - 8708       S u r ve y:   en erg efficien t p r o to co ls   u s in g   r a d io   s ch ed u lin g   in   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r ( Dee p a   Ma th ew K . )   1301   2 . 1 . 9 .   Co nte ntio n - f re s cheduli ng   T DM A - M AC  pro t o co l :   CS - T DM A - M AC   Si m i lar l y ,   it  i s   al s o   a   co n te n tio n   f r ee   T DM b ased   p r o to co l.  I n   t h is   p er io d ic  m e s s a g i n g   s y s te m   p er f o r m   m ess a g s ch ed u ler   w h ic h   en ab le s   tr an s m itti n g   a n d   r ec eiv in g   t h n o d m es s a g e s   an d   e n s u r es  t h at  th tr an s m i s s io n   m ed i u m   i s   co n ten tio n   f r ee .   I n itia ll y ,   s et  o f   co n ten tio n - f r ee   p er io d ic  m ess ag es  ar g en er ated   f r o m   m es s ag a ttrib u te  a s s i g n m e n a n d   later   s e o f f   p er io d ic  task   i s   co n s tr u cted   t h r o u g h   g i v en   s et  o f   th co n ten tio n - f r ee   p er io d ic  m e s s a g b y   m an ip u lati n g   ea ch   m e s s a g e   attr ib u tes   t o   task   attr ib u te s .   B ec au s m es s a g s ch ed u ler   is   co n ten tio n - f r ee ,   all  s en s o r s   d ev ices  r eq u ir to   s etu p   th m ess a g o f   its   o w n .   T h u s ,   t h co m p le x it y   o f   s e n s o r - n o d in cr ea s e s   w i th   m e s s a g tr an s m is s io n   a n d   r ec ei v ed   f r o m   th at   s e n s o r ,   r ath er   t h an   len g t h   o f   all   m es s ag es  in   t h n et w o r k .   T h is   h ig h l y   r ed u ce s   t h s to r ag a n d   ti m co m p lex it y   o f   n et w o r k   s ch ed u ler   a n d   th u s   r esu lt s   i n   co m p u tat io n ,   m e m o r y   an d   e n er g y   co n s er v atio n .   Hen ce ,   t h is   t y p o f   MA C   p r o to co l is ef f icie n tl y   s c alab le  f o r   lar g s ca le  s e n s o r   n et w o r k s     3 . 2 .     H y brid pro t o co ls       H y b r id   p r o to co ls   co n tain   b o th   co n te n tio n - b ased   a n d   co n te n tio n - f r ee   p r o to co ls   f ea t u r es,  an d   th o s e   ar in tr o d u ce d   as f o llo w s :     2 . 2 . 1 .   H y brid CSM a nd   T DM M AC  pro t o co l   I is   h y b r id   M AC   p r o to co l,   w h er C SM A   o f f er s   s i m p le  an d   d is tr ib u ted   s c h e m e   f o r   ad ap tiv e   tr af f ic  a n d   T DM A   p r o v id es   t h ce n tr alize d   an d   s c h ed u led   s ch e m w h ic h   tar g ets   th e   q u a lit y   o f   s er v ice s   b y   r eso u r ce   as s ig n m e n [ 3 4 ] .   I n   th i s ,   all   s e n s o r s   co n tai n   t w o   co m m u n icat io n   c h a n n el s   v iz d ata  ch a n n el  a n d   co n tr o l c h an n el.   T DM A   p r o to co ls   p er f o r m   o n   th d ata  c h an n el  f o r   p er io d ic  tr an s m is s io n ,   an d   C SM A   p r o to co is   u til ized   f o r   s ig n al  tr af f ic  tr an s m i s s io n .   I n   C SM A   d ela y   i n cr ea s es  r ap id ly   w it h   i n cr ea s i n g   tr af f ic  lo ad ,   w h ic h   m a y   lead   to   co m p le x itie s   in   r e al - ti m o r b it  co n tr o l.  W h ile  in   T DM A ,   f i x ed   ti m s lo b as ed   T DM A   n et w o r k   d ef in e s   p ac k et  d ela y   a n d   n ee d   ac cu r ate  d u t y   c y cli n g .   As  co m p ar i n g   th C SM A   p r o to co l,  T DM A   m a x i m izes   th co m m u n icatio n   ti m d u r in g   n et w o r k   tr af f ic  is   lo w er   th an   th th r e s h o ld .   T h h y b r id   C SM A   an d   T DM MA C   p r o to co h av b ee n   ap p lied   in   m an y   ap p licato r y   ar ea s   v iz;  A d - h o v e h ic u lar   n et w o r k s   [ 3 5 ] ,   T r ee - MA C   [ 3 6 ] ,   an d   MC L - M AC   [ 3 7 ]   an d   m a n y   m o r e.   T h es p r o to co ls   h av e   b ee n   o f f er ed   to   ac h ie v i n cr ea s e   th r o u g h p u w it h   m i n i m u m   co n tr o o v er h ea d .   T h f r a m e   s t r u ctu r o f   t h h y b r id   C SM an d   T DM A   M AC   p r o to co l is p r esen ted   in   F i g u r 3 .           Fig u r 3 .   Stru ct u r o f   h y b r id   C SM A   a n d   T DM A   M A C   p r o to co l [ 3 4 ] .       T h s u p er f r a m o f   th e   h y b r id   p r o to c o co n tain s   t h r ee   c y clic  p er io d s   ( i.e . ,   T DM A ,   I n ac tiv a n d   C SM A ) .   A d d itio n all y ,   b ea co n s   ar u tili ze d   f o r   s ig n al  tr an s m is s io n ,   an d   t h er is   n o   d ata  tr an s m is s io n   d u r i n g   th i n ac ti v e   p er io d .   W ith   t h e   n e w   ch a n n el  a s s e s s m e n s ch e m a n d   ad ap tiv e   s c h ed u l in g   s y s te m ,   t h e   h y b r id   C SM A   a n d   T DM A   p r o to co l   ar ex p ec ted   to   en h an ce   t h e   n et w o r k   li f eti m b y   e n er g y   co n s er v atio n   [ 3 4 ] .     T h av er ag en er g y   co n s u m p t io n   d u r in g   p ac k et  tr a n s m is s io n ,   r ec eiv i n g   a n   id le  s tate  ca n   b ex p r ess ed   as     f a i l C B tx rx id f a i l rx C id B T D M A C S M A p L n n LE E E p E n E n E 1 2 1 /     T D M A CS M A E /   :   T o t a l   p o w e r   c o n su m p t i o n   n B   ,   n C   :   N o .   o f   sl o t s re q u i r e d   i n   b a c k   o f f   a n d   c l e a r   c h a n n e l   a sse ssm e n t   f o r   e a c h   a t t e mp t   E tx ,   E rx ,   E id     :   A v e r a g e   e n e r g y   c o n su me d   d u r i n g   t r a n smissi o n ,   r e c e i v i n g ,   a n d   i d l e   st a t e   P f a i l   :   P a c k e t   f a i l   L   :   O c c u p i e d   l e n g t h         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.  10 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 0   :   1 2 9 6   -   1307   1302   2 . 2 . 2 .   Z ebra - M AC  pro t o co l:   Z - M AC   Si m i lar l y ,   Z - M AC   is   al s o   h y b r id   p r o to co is   in tr o d u ce d   b y   [ 3 8 ]   w h ic h   in te g r ates   t h T DM a n d   C SM A   s tr en g t h s   w h ile  o f f s et tin g   t h eir   w ea k n e s s e s .   T h i m p o r ta n c h ar ac ter is tic   o f   t h i s   h y b r id   p r o to co is   d y n a m icall y   ad ap ts   th e   n et wo r k   co n te n tio n   le v el.     T h l o w - co n te n tio n   le v el,   b eh a v es   lik e   C SM an d   ac h iev e s   lo w   late n c y   a n d   h ig h   c h an n el   u tili za tio n .   I n   h ig h   co n te n tio n   le v el,   it 's  l ik e   T DM a n d   r ed u ce s   co llis io n s   b et w ee n   t w o   n ei g h b o r in g   h o p s   at  v er y   lo co s an d   ac h ie v es  h ig h   c h an n el  u tili za t io n .   T h in v esti g ated   Z - M AC   p r o to co ca p a b le  o f   m i n i m izi n g   th en er g y   co n s u m p tio n   r ate  o v er   th s en s o r   n et w o r k   a n d   r o b u s to   d y n a m ic  n et w o r k   s tr u c tu r c h an g es  is   th e   s i g n if ican f ea t u r e.   Fro m   t h is   f ea t u r ca n   r ed u ce   th p r o to co l to   s y n ch r o n izatio n       3.   RE L AT E WO RK     Fro m   th p ast  d ec ad es,  m a n y   r esear ch er s   p a y in g   m o r att en tio n   to   W SNs   d esi g n   w it h   m in i m u m   en er g y   co n s u m p tio n   p r o b le m s   b y   i n tr o d u ci n g   d i f f er e n r o u ti n g   s c h e m es   an d   M A C   la y er   p r o to co ls   to   in cr ea s e   th e n er g y   r ate  in   W SN.  T h p r esen t c o m p r e h e n s i v s u r v e y   s tu d y   r e v ea ls   t h at  t h e v o lu tio n   o f   v ar io u s   en er g y   ef f icien p r o to co ls   w as  d esi g n ed   b ased   o n   n et w o r k   to p o lo g y   ( i.e . ,   h ier ar ch ical,   lo ca tio n - b a s ed   r o u tin g . . .   etc. ) .   T h is   s ec tio n   ill u s tr ate s   t h e x is t in g   w o r k   ca r r ied   o u o n   en er g y - ef f ic ien t   p r o to co ls   an d   th e ir   p r o b lem s .   T h cr itical  an al y s is   o f   t h m o s t p o p u lar   ex is ti n g   tech n iq u es  is   p r esen ted .     E n er g y   co n s er v atio n   is   t h s i g n i f ica n f ac to r   in   e n h an c in g   th o v er all  n et w o r k   l if e ti m e,   an d   it  is   c o n s id er ed   as  p r im ar y   ch al len g i n   W SN s .   Sev er al  s c h ed u lin g   m ec h a n i s m s   h a v b ee n   in tr o d u ce d   w it h   th g o al  o f   m i n i m u m   e n er g y   co n s u m p tio n   in   t h r es u lt  ca n   p r o lo n g   th n et w o r k - lif e ti m e.   T h p r i o r   r esear ch   o n   W SN  s ch ed u l in g   m aj o r l y   f o cu s ed   o n   n et w o r k   eq u ip p e d   w it h   s i n g le  s en s o r   n o d an d   m ai n tai n   th s lee p   s ch ed u lin g   ti m e.   A   m u lti - s e n s o r   s ch ed u li n g   ap p r o ac h   is   in v e s ti g ated   b y   Fen g   an d   Z h ao   [ 3 9 ]   w h ich   co n s id er ed   th e   s c h ed u li n g   f o r   b o th   co m m u n ica tio n   m o d u le   an d   m u l ti - s e n s o r   m o d u le.   T h e   W SN  i s   o r g a n ized   in   cl u s te r i n g   f o r m at  w h er ea c h   cl u s ter   h ea d   ad ap tiv el y   as s i g n s   s leep i n g   ti m e   f o r   it s   cl u s t er   n o d es a cc o r d in g   to   th p o s itio n   o f   r e m ain in g   n o d es.    An o th er   e f f icie n s leep - s ch e d u lin g   m ec h an is m   f o r   W S Ns  is   i n tr o d u ce d   b y   W an   et  al.   [ 4 0 ] .   T h is   ap p r o ac h   s c h ed u les   t h n o d es  i n to   s leep   o r   ac tiv e   m o d f o r   ef f icie n e n er g y   co n s u m p tio n .   I n itiall y ,   th o p ti m al  r ad iu s   i s   ap p r o x i m ated   to   d ep lo y   al s e n s o r y   n o d es  i n to   cl u s ter s   to   b alan c th e n er g y   lev el.   Seco n d l y ,   b ased   o n   p ac k et  co llected   b y   n ei g h b o r in g   n o d es,  f u zz y - m atr i x   is   g e n er ated   w h ich   ab le  to   co m p u te  t h s i m ilar it y   f ea t u r es  an d   f u zz y   t h eo r y   is   r esp o n s ib le  to   class if y   t h s en s o r - n o d es  in to   m u lt ip le  g r o u p s .   T h en er g y   co n s u m ed   d u r in g   d ata - ag g r e g atio n   b y   cl u s ter   h ea d   is   d ef i n ed   as;   E ag g   ( l,  d )     lED A   W h er l is n o .   B it p ac k ets,  d   is   d is tan ce ,   an d   E D A   is   e n er g y   co n s u m p tio n   f o r   d ata  f u s io n   p er   u n it.   An o th er   n o v el  h y b r id   T DM A - C SM A - M AC   p r o to co [ 4 1 ]   ai m s   to   r ed u ce   t h en er g y   co n s u m p tio n   i n   W SN.  T h T DM A   s ch e m is   r esp o n s ib le  f o r   h a n d li n g   th tr af f ic  b u r s p r o b le m s .   Fu r t h er m o r e,   a n   ad j u s tab le   tr an s m is s io n   e n er g y   co n tr o m ec h an i s m   i s   p r o p o s ed   w h ic h   s et  u p   th d if f er e n s lo ts   f o r   d if f er en tr an s m itti n g   en er g y   v al u es  f o r   cl u s ter   h ea d s   an d   s en s o r   n o d es.  T h p e r f o r m an ce   an a l y s is   o f   th e   p r o p o s ed   m et h o d s   i s   ev alu a ted   b y   m ea s u r i n g   th r o u g h p u a n d   to tal  e n er g y   co n s u m p tio n .   T h to tal  e n er g y   co n s u m p tio n   in cl u d e s   en er g y   tr an s m is s io n   co s t o n   s e n s o r   n o d to   clu s ter   h ea d ,   an d   it is   r ep r esen ted   as f o llo w s .       S n i CC i T P i C P CC Sc t o t a l E E E E E E 1     W h er E S an d   E CC   ar t h e   e n er g y   tr a n s m i s s io n   co s t   o f   th s e n s o r   n o d a n d   cl u s ter   h e ad s ,   E iCP   a n d   E iTP   r ep r esen en er g y   co n s u m ed   i n   co n ten tio n   p er io d   an d   T A - T DM A   p er io d s   o f   t h s e n s o r   n o d to   clu s ter   h ea d   o f   ith   n o d es i n   W SN.    T h f e w   s u r v e y   s t u d y   o f   s l ee p   s ch ed u li n g   m ec h a n i s m   i s   s u m m ar ized   i n   t h s t u d y   o f   Z h a n g   et  al.   [ 4 2 ]   an d   o b s er v ed   th at  m o s o f   th s t u d ies  f o cu s ed   o n   as y n ch r o n o u s   s ch ed u lin g   m ec h an is m s .   Mo r eo v er ,   th m ac h in lear n i n g   ap p r o ac h   is   w id el y   ap p lied   i n   t h is   f ie ld .   An o th er   s u r v e y   o f   s c h ed u lin g   m ec h a n i s m   i s   p r o p o s ed   f o r   W SNs   s ec u r it y   [ 4 3 ] ,   w h er au th o r s   s t u d ied   d if f er e n s c h ed u li n g   s ch e m an d   p r esen ted   th eir   ad v an ta g es  a n d   d r a w b ac k s .     A d d itio n al l y ,   th a u t h o r s   p r o p o s ed   d y n a m ic  p r io r it y   b as ed   m u ltil e v el  p ac k e t   s ch ed u lin g   m et h o d   w i th   th b i t - r ate  clas s i f icatio n   w h ich   h el p s   to   m i n i m ize  t h en d - to - e n d   d elay .   T h n et w o r k   s ec u r it y   ca n   b ac h ie v ed   b y   i m p le m en ta tio n   o f   t h R C - 6   s ec u r it y   al g o r ith m   d u r i n g   d at tr an s m i s s io n   an d   r ec eiv in g   o p er atio n .   Fo r   lar g s ca le  co m m er cial  W SNs ,   f e w   s e n s o r s   to p o lo g y   is   to o   cr itical  to   m ai n tai n i n g .   T h ex is ti n g   r esear ch   o n   n et w o r k   co n tr o w it h   cr itical  n o d es  s p ec i f icall y   f o c u s ed   o n   n et w o r k   r o u t in g   in s id t h cl u s ter .   I is   n o n - tr iv ia to   m a n a g th e   clu s ter   co n n ec tiv it y   w it h o u co n s id er in g   th cr itical  n o d es  in   th cl u s ter   b ased   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:  2088 - 8708       S u r ve y:   en erg efficien t p r o to co ls   u s in g   r a d io   s ch ed u lin g   in   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r ( Dee p a   Ma th ew K . )   1303   lar g s ca l co m m er cial  W SN s .   Hen ce   s leep   s c h ed u le  is   t h b est  ap p r o ac h   to   co n s er v th h i g h   a m o u n o f   en er g y   o f   s e n s o r   n o d es  i n   lar g s ca le  W SN s .   I n   [ 4 4 ]   au th o r s   f o cu s ed   o n   p r io r ity   b ased   s leep   s ch ed u li n g   f o r   clu s ter - b ased   co m m er cial  W S Ns  to   s a v n e t w o r k   e n er g y   an d   p r o lo n g   th W SN s   li f eti m e.   A   s leep   o r   a w a k e   s ch ed u lin g   s c h e m e   f o r   W SN s   is   i n tr o d u ce d   [ 4 5 ] .   T h ai m   w a s   to   co n s er v e   m o r e n er g y   w it h o u u s in g   d u t y   c y cli n g   a n d   i m p r o v t h n e t wo r k   lif eti m as  lo n g   as  p o s s ib l e.   T h o th er   ex is ti n g   e n er g y   e f f icien s c h ed u li n g   s ch e m es  ar b ased   o n   d u t y   c y cli n g   tec h n iq u e s   w h ic h   ta k es  m o r e f f o r to   i m p r o v th eir   p er f o r m a n ce .   Self - A d ap tiv e   s leep - a w a k s ch ed u li n g   i s   t h b est   ap p r o a ch   w h ic h   u s e s   g a m e   t h eo r y   an d   r ei n f o r ce m en t   lear n in g   m ec h a n i s m .     MA C   p r o to co w it h   j o in r o u tin g   m ec h a n is m   i s   in v es tig at ed   [ 4 6 ]   w h ic h   r ed u ce s   t h tr an s m i s s io n   d elay   i n   W SNs .   Du e   to   in cr e asin g   g r o w th   in   th e   W SN  ap p licatio n t h er is   r eq u ir e m en f o r   an   o p ti m ized   p r o to co f o r   s p ec if ic  W SN s   a p p licatio n .   T h p r o p o s ed   j o in r o u tin g   m ec h a n is m   al lo w s   t h n o d es  to   s ch ed u le   th p ac k et   tr an s m is s io n   i n   t h e   s a m e   d u t y   c y cle.   I p ar titi o n s   th s en s o r   n o d es   i n to   d is j o in s ets   to   m in i m ize   th id le  lis te n i n g   ti m o f   th e   n o d in   th c y cle  w it h o u a f f ec tin g   n et w o r k   co n n ec ti v it y .   An o th er   en er g y   ef f icien r o u ti n g   a n d   j o in d u t y - c y cle  s c h ed u li n g   m et h o d   ar in v es tig a ted   [ 4 7 ] .   I n   th i s   s t u d y ,   th e   a u th o r   d is cu s s ed   h o w   th n o d es c o u l d   b s ch ed u led   f o r   s leep /a w ak in   o r d er   to   s av en er g y   d u r in g   id le  lis te n i n g .   A d d itio n al l y ,   t h g a m t h eo r y   ap p r o ac h   is   ap p lied   to   ev alu ate  th s leep   o r   a w a k s c h ed u lin g   ti m e,   an d   en er g y   e f f ic ien r o u tin g   alg o r ith m   is   i n tr o d u ce d   wh ich   m a k es  r o u t in g   d ec is io n s   f o r   ea ch   s e n s o r .   T h s en s o r   c h o o s es  a n   ac tiv e   n o d w it h   h ig h   r e s id u al   en er g y   b et w ee n   t h cl u s ter s .   T h Q   lear n i n g   ap p r o ac h   is   ad o p ted   f o r   d u t y - c y cle  s c h ed u li n g .   An   en er g y   e f f ic ien s leep   s ch ed u li n g   s ch e m is   p r o p o s ed   [ 4 8 ]   f o r   w ir ele s s   p o w er ed   co m m u n ica tio n   n et w o r k s .   T h ai m   is   to   ex ten d   th e   w ir eles s   n et w o r k s   lif eti m b y   e n er g y   h ar v e s tin g   ap p r o ac h .       An   o p p o r tu n is t ic  r o u ti n g   m e ch an i s m   w it h   i m p r o v ed   s lee p   s ch ed u li n g   m e th o d   is   p r o p o s ed   [ 4 9 ]   w h ic h   i m p r o v t h W NSs   li f e ti m w it h   m i n i m u m   en er g y   c o n s u m p tio n .   Fo r   m in i m u m   en er g y   co n s u m p tio n ,   au th o r s   ad o p ted   d if f er en r o u ti n g   ap p r o ac h es  w h ic h   ar s tan d ar d   an d   im p r o v is ed .   T h p r o p o s ed   o p p o r tu n i s ti c   en er g y   e f f icie n r o u t in g   s tr at eg y   w it h   s leep   s c h ed u lin g   m eth o d   o f f er e d   h i g h   p er f o r m a n ce   a n d   i m p r o v ed   th r o u t in g   q u a lit y   i n   W SN s .   On m o r ap p r o ac h   o f   j o in t r o u ti n g   s c h e m w it h   r ad io   s c h ed u li n g   m ec h a n is m   is   p r o p o s ed   b y   B u r atti  a n d   Ver d o n [ 5 0 ]   f o r   ce n tr alize d   W SNs .   Au t h o r s   p r o p o s ed   tw o   al g o r ith m ic  ap p r o ac h es  i)   s eq u en tial  al g o r ith m   an d   ii )   j o in s ch ed u li n g   an d   r o u tin g   alg o r ith m .   T h f ir s al g o r ith m   r esp o n s ib le  f o r   r ed u ce s   t h m a x i m u m   laten c y   w it h   m in i m u m   p ac k et   lo s s .   T h s ec o n d   al g o r ith m   co m b i n es t h s c h ed u lin g   a n d   p ath   s el ec tio n   p o licies  a n d   s o lv es   th e   p r o b le m s   o f   n o   p ac k et  lo s s .   A d d itio n all y ,   t h s t u d y   u tili ze d   Dij k s tr a 's   an d   g r ap h   co lo r in g   al g o r ith m   f o r   p ath   s elec tio n   a n d   an al y ze d   th e   p er f o r m a n ce   an al y s is   b ased   o n   th th r o u g h p u t r atio   b et w ee n   t h n u m b er s   o f   n o d es.      An   ad ap tiv e n er g y - e f f icien d u t y   c y cle  m a n a g e m e n s ch e m i m p r o v ed   th n et wo r k   d ela y   p er f o r m a n ce   a n d   ad d r ess ed   th n o d es  s elec tio n   d u t y   c y cl b ased   o n   th e   en er g y   co n s u m p tio n   r ate  [ 5 1 ] .     T h ex p er i m en tal  a n al y s i s   ev alu ated   t h d ata  lo ad   ac co r d in g   to   it s   e n er g y   c o n s u m p tio n   r ate  an d   s h o w n   t h a t   n o d es  i n   f ar   s in k   d is ta n ce   h a v lar g d u t y - c y cle.   W h er ea s ,   n o d es  i n   c lo s er   s in k   d i s tan c h a v s h o r d u t y - c y cle.   F u r th er m o r e,   t h s t u d y   r ep r esen ted   eq u atio n   m o d el s   am o n g   d u t y - c y cle,   d ela y ,   a n d   e n er g y   u s ag e,   w h ic h   ev alu a ted   th e   n o d es  b e s d u t y - c y cle.   T h i s   ap p r o ac h   ca n   o u tp er f o r m   as  co m p ar ed   to   e x is ti n g   s c h e m e s   a n d   p r o v id es  b etter   n et w o r k   li f eti m e.   Du t y   c y cled   M AC   p r o to co ls   ca n   i m p r o v i s th s e n s o r   n et w o r k s   li f eti m e.   Ho w e v er ,   m o s o f   t h e x is tin g   M AC   p r o to co ls   s till   s u f f er   f r o m   o v er h ea r i n g   a n d   id le  l is ten in g   p r o b le m s .   T o   o v er co m t h ese  p r o b le m s   Oller   et  al.   [ 5 2 ]   i n v e s ti g ated   n o v e w a k e - u p   r ad io   s c h ed u lin g   s c h e m w h ic h   r ed u ce s   t h id le  li s te n in g   a n d   o v er h ea r i n g   p r o b lem s   b y   s witch i n g   o f f   t h n o d es.  I n   th e   s i m u lat io n ,   a u th o r s   co n s i d er ed   ti m a n d   en er g y   c o n s u m p tio n   v al u e s   an d   e v alu a ted   d if f er e n n o d es  l if et i m e.   I n   t h p r ev io u s   s t u d y   [ 5 3 ]   s i m ilar   w a k e - u p   r ad io   s c h ed u li n g   ap p r o ac h   i s   ap p lied   f o r   tr ad itio n al  W SN s   a n d   s h o wn   it   o u tp er f o r m s   i n   ter m s   o f   e n er g y   e f f icie n c y . T h au th o r s   in tr o d u ce   th d if f er en M A C   s c h ed u ler   m ec h a n i s m s   w it h   t h ai m   to   m i n i m ize  th e n e r g y   co n s u m p tio n   r ate  in   W SN [ 5 4 - 5 6 ] .       4.   RE S E ARCH   CH A L L E N G E S     B y   a n al y zi n g   th p r io r   r esear ch   s t u d ies,  ca n   id en tify   t h m an y   c h alle n g es  i n   e n er g y   e f f i cien r ad io   s ch ed u lin g   s c h e m e.   E s p ec ially ,   th q u alit y   o f   s er v ice  m a y   n o b p r o v id ed .   T h is   co u l d   b illu s tr ated   b y   co n s id er in g   t h n et w o r k   p er f o r m an ce   w i th   t h lo w est  c h a n n el  q u alit y   co n tai n in g   m o r p r io r ity   ap p licatio n s .   P ar allel  d ata   tr an s m i s s io n   tech n iq u is   attr ac tin g   in   m an y   W SN  p latf o r m s   e m er g ed   w it h   s c h ed u li n g   s u p p o r t.  T h r ad io   en er g y   i n   W SN   is   li m ited ,   a n d   th u s   it  i s   r eq u ir to   d ev ice  m u lti - ch a n n el  M AC - p r o to co ls   to   m an a g e   tr af f ic  lo ad ,   o r   s u p p o r m u lt itas k s .   T h n ex t   g e n er atio n   n et w o r k   tech n o lo g ie s   n ee d   e f f icien s c h ed u lin g   s ch e m w it h   m u lti - c h an n el  s u p p o r tiv MA C   p r o to co ls   to   i m p r o v th co m m u n icat io n   q u alit y   w it h   m i n i m u m   en er g y   co n s u m p tio n .   E n er g y   c o n s er v atio n   b y   k ee p in g   t h n o d es  in to   s leep   s tate  p er io d icall y   i s   f u n d a m e n tal  ap p r o ac h   f o r   W NS  p latf o r m .   T h h ig h l y   d is tr ib u ted   W SN  p latf o r m   co n ta in s   s m all,   li g h t weig h s en s o r   n o d es.  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.  10 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 0   :   1 2 9 6   -   1307   1304   R ad io   s c h ed u li n g   i s   s i g n if ic an m ec h an is m   i n   W S to   m ain tai n   p ac k et  s ch ed u li n g   an d   co n s er v t h h i g h   a m o u n t o f   e n er g y .   E x i s ti n g   s c h ed u li n g   p r o to co ls   u s ed   d u t y   c y cli n g   m et h o d .   T h o u g h   s ev er al  M AC - b ased   r ad io   s ch ed u lin g   p r o to co ls   h as  b ee n   i n v esti g ated ,   an d   t h o s h a v e   s p ec if ic   f ea t u r es.  T h r ea s o n   b eh in d   is   th at   s e n s o r - n et w o r k s   ar ap p licatio n   s p ec i f ic  a n d   M AC   la y er   p r o to co ls   ar ap p licatio n   d ep en d en t.  Gen er all y ,   T DM S/C SM A   ar MA C   f a m il y   p r o to co ls   w h ic h   a r co llis io n - f r ee   n atu r a n d   ef f icie n tl y   co n s er v th h i g h   a m o u n o f   e n er g y   u n d er   h ig h   tr af f ic  co n d it io n .   H o w e v er ,   it  h as  lo w er   th r o u g h p u t a n d   h ig h   d ela y   r ate   in   lo w er   tr a f f ic  co n d itio n   o w i n g   to   p ass iv li s te n in g .   A d d itio n al l y ,   T DM A - M AC   p r o to co r e q u ir es  f ix ed - ti m s y n ch r o n izatio n   a m o n g   n ei g h b o r in g   s e n s o r   n o d es  a n d   h a s   le s s   ac ce s s ib il i t y   a s   w el as   li m ited   s ca lab ili t y   to   th e   d y n a m ic  n et w o r k .   W h er ea s ,   C SM A   is   co n ten tio n - b ased   MA C   p r o to c o ls   w h ich   r es u lt s   in   m i n i m u m   en er g y   co n s u m p tio n   w ith   t h h ig h   d ela y   in   la r g e   tr af f ic  co n d itio n ,   b u ca n   r ed u ce   th d ela y   w it h   h ig h - t h r o u g h p u u n d er   less   tr a f f ic  lo ad .   B ased   o n   n et w o r k   en v ir o n m e n t,  e n er g y - ef f icie n t   MA C   p r o to co ls   ca n   i n co r p o r ate  T DM A   w i th   o t h er   p r o to co ls   to   p er f o r m   v ar io u s   r eq u ir e m e n ts .   T h u s ,   to   i m p r o v th en er g y   e f f ici en c y   le v el,   th er is   tr en d   to   co n s id er   j o in s ch ed u lin g   en er g y - e f f icien MA C   p r o to co ls   f o r   m u lt ila y er   W SN   ap p licatio n s ,   w h i ch   o f f er s   m u ltip le  o p p o r tu n itie s   in   t h f u tu r W S ap p licatio n   d esig n .   T h d y n a m ic  e n er g y   m a n ag e m en is   a n o th er   t y p o f   M AC   la y er   s c h ed u lin g   s c h e m e,   w h ic h   ca n   ac h iev e   m o r e n er g y   co n s er v atio n   a n d   en h a n ce s   th e   s e n s o r   n o d lif e ti m e.   T h is   m ec h an i s m   d o es  n o a f f ec t   th n e t w o r k   p er f o r m a n ce   an d   d ir ec tl y   d ea ls   w it h   n o d tr an s i tio n   s tate  i n   a n   en er g y   e f f icie n m a n n er .   T h co r e   p o in i s   to   t u r n o f f   t h s e n s o r - n o d w h e n   n o   tr a n s i tio n   o cc u r s   an d   ac ti v t h e m   w h e n   n ee d ed .   Su ch   a n   e v e n t - b ased   en er g y   m a n ag e m e n t sc h e m is   cr itical  to   ac h iev i m p r o v th n o d li f eti m e.   I n   C SM A   p r o to co l,  s en s o r   n o d es  tr an s m it  th d ata  p ac k ets  at  th m a x i m u m   en er g y   le v el,   s av es  all  in ter f er i n g   s e n s o r   n o d es f r o m   s elf   tr an s m i s s io n s .   T h is   p r o to c o l a llo w s   o n l y   s in g le  tr a n s m i s s io n   at  a   ti m s i n ce   all  s e n s o r s   ar f i x ed   w i th i n   th p r e - d ef i n ed   ca r r ier   s e n s i n g   r eg io n .   T h u s ,   i n ter f er in g   n o d es   ar n o al lo w ed   to   tr an s m it  d ata   p ac k ets.  T h is   p r o to co h as  tr an s m is s io n   co m p lex itie s   f r o m   s in g le  la y er   v i e w p o in t,  w h ic h   i s   n o ef f icie n t.  T h er ef o r e,   th er is   r eq u ir e m e n o f   m u l tila y er   p ac k et  tr a n s m is s io n   w i th   m i n i m u m   e n er g y - co n s u m p tio n .   C o m p ar ed   w it h   I E E E   8 0 2 . 1 1   an d   en er g y   a w ar M A C - b ased   s ig n ali n g   ap p r o ac h ,   Sen s o r - M A C   d o esn 't  u s es   ch a n n el  s i g n al in g   m ec h an is m ,   w h er ea s ,   e n er g y   a w ar M A C - b ased   s i g n al in g   p r o to co n ee d   t w o   in d ep en d en c h an n el  n o d es  ( i.e . ,   tr an s m it ter   an d   r ec eiv er ) .   A d d itio n al l y ,   en er g y   a w ar M AC - b ased   s ig n ali n g   p r o to co d o esn ' co n s er v e   t h h ig h   en er g y   d u r i n g   t h id le   li s ten i n g   m o d e.   T h er ef o r e,   Sen s o r - M A C   p r o to co ac h iev e s   h i g h   en er g y   co n s er v atio n   b y   av o id i n g   o v er h ea r i n g   an d   e f f icien tl y   tr an s m its   th e   lar g d ata  p ac k et s .   Hen ce ,   th i s   p r o to co l c an   b ap p licab le  f o r   W SN a p p li ca tio n s .       5.   CO NCLU SI O N   T h s u r v e y   s t u d y   o v er v ie w   t h m o s r ec en r esear c h   w o r k   i n   t h s tate   o f   ar t   o f   en er g y   e f f i cien r ad io   s ch ed u lin g   p r o to co d esig n   f o r   W SNs .     T h s ch ed u li n g   p r o to co ls   f o r   W SNs   ar b r o ad ly   ca te g o r ized   as;  i)   " C o n ten tio n - b ased "   MA C - p r o to c o ls   an d   ii)  " C o n ten tio n - f r ee "   MA C - p r o to co ls .   T h co r e   id ea   b eh in d   th i s   is   to   in v e s ti g ate  t h s i g n i f ica n r es ea r ch   tr en d   e n er g y   e f f icien r ad io   s ch ed u li n g   p r o to co ls   b ased   o n   tech n iq u e s   i s   e m p lo y ed .   T h s tu d y   s h o w s   th at  en er g y   co n s er v atio n   is   c o n s id er ed   as  t h ess e n tial  p ar a m eter   to   en h a n ce   th W SN  li f eti m e.   I n   t h i s   co m p r e h e n s i v s u r v e y   s t u d y   h a v m a in l y   f o cu s ed   o n   i n v est i g atio n   o f   p o ten tial   en er g y   s o u r ce s   a n d   th r esea r ch   e ff o r ts   o n   th eir   u t ilizatio n .   A   n et w o r k - w id en er g y   e f f icie n p r o to co ca n   b etter   m a n ag it s   o p er atio n   w h ile  tak i n g   in to   ac co u n th n o d es’   s u p p l y   an d   en er g y   co n s u m p tio n .   T h er ef o r e,   w r ec o m m e n d   to   th r esea r ch   co m m u n it y   to   co n s id er   b o th ,   th en er g y   s u p p l y   a s   w ell  a s   th e n er g y   co n s u m p tio n   in   p ar allel  w h ile  d esig n in g   a n   en er g y   e f f icien t a lg o r ith m .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Y.  Ku o ,   C.   L i,   J.  Jh a n g   a n d   S .   L in ,   " De sig n   o f   a   W irele ss   S e n so Ne tw o rk - B a se d   Io T   P latf o r m   f o W id e   A re a   a n d   He tero g e n e o u s A p p li c a ti o n s,"   i n   I EE S e n so rs   J o u r n a l ,   v o l.   1 8 ,   n o .   1 2 ,   p p .   5 1 8 7 - 5 1 9 7 ,   1 5   Ju n e   1 5 ,   2 0 1 8 .   [2 ]   M . Vo ,   N.  D o ,   V .   T ra n ,   Q.  M a ,   C.   L e   a n d   L .   M a i,   " mu lt i - st o re y   b u il d in g   a c t u a t o a n d   se n s o sy ste u sin g   6 L 0 W PA N   b a se d   I n ter n e o T h i n g s:  Pra c ti c a d e sig n   a n d   imp lem e n ta ti o n , "   2 0 1 8   2 n d   I n tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Re c e n A d v a n c e in   S ig n a P r o c e ss in g ,   T e le c o m m u n ica ti o n &   Co m p u ti n g   (S ig T e lCo m ),   C h M i n h   Cit y ,     p p .   1 7 6 - 181 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   J.  M .   W il li a m e a l. ,   " En a b li n g   d e n se l y - sc a lab le l o w - p o w e r   W S N s   f o sh ip p in g   a n d   in d u strial  Io T , "   2 0 1 7   IEE 8 t h   An n u a U b iq u it o u Co m p u t in g ,   E lec tro n ics   a n d   M o b i le  Co mm u n ica ti o n   Co n fer e n c e   ( UEM C ON),   Ne w   Yo rk ,   NY ,   p p .   5 4 7 - 552 ,   2 0 1 7 .   [4 ]   H.  Ay a d i,   A .   Zo u in k h i,   T .   V a l,   A .   v a n   d e n   Bo ss c h e   a n d   M .   N.  A b d e lk ri m ,   " Ne t w o rk   L i fe ti m e   M a n a g e m e n in   W irele ss   S e n so Ne t w o rk s , "   in   IE EE   S e n s o rs   J o u r n a l ,   v o l.   1 8 ,   n o .   1 5 ,   p p .   6 4 3 8 - 6 4 4 5 ,   1   A u g . 1 ,   2 0 1 8 .   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:  2088 - 8708       S u r ve y:   en erg efficien t p r o to co ls   u s in g   r a d io   s ch ed u lin g   in   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r ( Dee p a   Ma th ew K . )   1305   [5 ]   Kh a n ,   Ju n a i d   A h m e d ,   Ha ss a a n   Kh a li q   Qu re sh i,   a n d   A d n a n   I q b a l.   " En e rg y   m a n a g e m e n in   w irele ss   s e n so r   n e tw o rk s:  A   su rv e y . "   Co mp u t e rs   &   El e c trica En g in e e rin g ,   4 1 ,   159 - 1 7 6 ,   2 0 1 5 .      [6 ]   B.   T .   Ng u y e n ,   L .   M u rp h y   a n d   G .   M u n tea n ,   " En e rg y - Ef fi c ien t   Qo S - B a se d   Co n g e stio n   Co n tro fo Relia b l e   Co mm u n ica ti o n in   W ire les M u lt ime d ia   S e n so Ne two rk s , "   2 0 1 8   IEE I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   Co m m u n ica ti o n s W o rk sh o p s (IC W o rk sh o p s),  Ka n sa s Cit y ,   M O,  p p .   1 - 6 ,   2 0 1 8 ,   [7 ]   H.  Ja in ,   R.   Ja i n   a n d   S .   S h a rm a ,   " I m p ro v e m e n o f   e n e rg y   e ff i c ien c y   u sin g   p d o rp   p ro to c o l   i n   W S N , "   2 0 1 7   In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   In fo rm a ti o n ,   Co mm u n ica ti o n ,   In str u me n ta ti o n   a n d   Co n tro ( ICICIC) ,   In d o re ,   p p .   1 - 6 2 0 1 7 .   [8 ]   W a n g ,   L .   &   X iao ,   Y.    M o b i le Ne tw   A p p l   (2 0 0 6 1 1 :   7 2 3 .   h tt p s:// d o i. o rg /1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 0 3 6 - 0 0 6 - 7 7 9 8 - 5 .   [9 ]   I.   Am d o u n i,   C.   A d ji h ,   N.  A it sa a d a n d   P .   M u h let h a ler,  " Ex p e ri m e n ts  w it h   OD YSS E:   Op p o rtu n ist ic  Du ty   c Yc l e   Ba se d   Ro u ti n g   f o W irele ss   S e n so n Et w o rk s , "   2 0 1 6   IEE E   4 1 st  C o n fer e n c e   o n   L o c a l   Co mp u ter   Ne two rk ( L CN) Du b a i,   p p .   2 3 2 - 2 3 5 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   Q.  Ch e n ,   H.   G a o ,   S .   Ch e n g ,   X .   F a n g ,   Z.   C a a n d   J.  L i,   " Ce n trali z e d   a n d   Distri b u ted   De lay - Bo u n d e d   S c h e d u li n g   A l g o rit h m f o M u lt ica st  in   Du ty - C y c led   W irele ss   S e n so Ne tw o r k s,"   in   IEE E/ ACM   T ra n s a c ti o n o n   Ne tw o rk in g v o l.   2 5 ,   n o .   6 ,   p p .   3 5 7 3 - 3 5 8 6 ,   De c .   2 0 1 7 .   [1 1 ]     M o ro z s,  Nils,  P a u M it c h e ll ,   a n d   Yu riy   V .   Zak h a ro v .   " TD A - M A C:  T DM w it h o u c lo c k   s y n c h ro n iza ti o n   i n   u n d e rw a ter ac o u stic n e tw o rk s."   I EE Acc e ss   6 ,   1 0 9 1 - 1 1 0 8 ,   2 0 1 8 .   [1 2 ]   Ye ,   Da y o n g .   " A   se l f - a d a p ti v e   sle e p /w a k e - u p   sc h e d u l in g   a p p ro a c h   f o w irele ss   se n so n e tw o rk s."   IEE tra n sa c ti o n s   o n   c y b e rn e ti c s   4 8 ,   n o .   3 ,   9 7 9 - 9 9 2 ,   2 0 1 8 .   [1 3 ]   Ay a d i,   Ha y fa ,   A h m e d   Zo u in k h i,   Bo u m e d y e n   Bo u ss a id ,   M .   Na c e u A b d e lk ri m ,   a n d   T h ierr y   V a l.   " En e rg y   M a n a g e m e n in   W S N:  IEE 8 0 2 . 1 5 .   4   Un sl o tt e d   M o d e . "   In   2 0 1 8   1 5 t h   In ter n a ti o n a M u lt i - C o n fer e n c e   o n   S y ste ms ,   S ig n a ls &   De v i c e ( S S D) ,   p p .   1 - 6 .   IEE E,   2 0 1 8 .   [1 4 ]   M u k h e rjee ,   M it h u n ,   Yu n   Ro n g   Lu ,   Ra k e s h   M a tam ,   a n d   Nik u m a n Ch o u d h u ry ,   " En e rg y   tr a d in g   in   sl e e p   sc h e d u li n g   f o w irele ss   re c h a r g e a b le  W S Ns , "   In   2 0 1 8   1 0 t h   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ica t io n   S y ste ms   &   N e two rk s   ( CO M S NET S ) ,   p p .   4 2 9 - 4 3 1 .   I EE E,   2 0 1 8 .   [1 5 ]   Z h e n g ,   Ju n ,   a n d   A b b a Ja m a li p o u r,   W irele ss   se n so n e t w o rk s:  a   n e tw o rk in g   p e rsp e c ti v e ,   Jo h n   W il e y   &   S o n s,  2 0 0 9 .   [1 6 ]   Ka n n a n ,   G . ,   a n d   T .   S re e   Re n g a   Ra ja,   " En e rg y   e ff icie n d istri b u te d   c lu ste h e a d   sc h e d u li n g   sc h e m e   f o t w o   ti e re d   w irele ss   se n so n e tw o rk . "   Eg y p ti a n   In f o rm a ti c s J o u rn a l ,   1 6 ,   n o .   2 ,   167 - 1 7 4 ,   2 0 1 5 .   [1 7 ]   F a n g ,   W e i,   M it h u n   M u k h e rjee ,   L e S h u ,   Zh a n g b in g   Zh o u ,   a n d   G e rh a rd   P .   Ha n c k e .   " En e rg y   u ti li z a t io n   c o n c e rn e d   sle e p   sc h e d u li n g   in   w irele ss   p o w e r e d   c o m m u n ica ti o n   n e tw o rk s , "   In   2 0 1 7   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ica ti o n s W o rk sh o p s ( ICC  W o rk sh o p s) ,   p p .   5 5 8 - 5 6 3 .   I EE E,   2 0 1 7 .   [1 8 ]   L iu ,   F e n g ,   C h i - Yin g   T su i,   a n d   Y in g   Ju n   Z h a n g .   " Jo in r o u ti n g   a n d   sle e p   sc h e d u li n g   f o li f e ti m e   m a x i m iza ti o n   o f   w irele ss   se n so n e tw o rk s."   IEE T ra n sa c ti o n o n   W ire les s Co mm u n ica ti o n s   9 ,   n o .   7 ,   2 2 5 8 - 2 2 6 7 ,   2 0 1 0 .   [1 9 ]   M a ,   Ju n c h a o ,   W e L o u ,   Ya n w e i   W u ,   X - Y.  L i,   a n d   G u ih a Ch e n .   " En e rg y   e ff icie n T DM A   sle e p   sc h e d u li n g   i n   w irele ss   se n so n e tw o rk s."   In   IEE INFOCOM   2 0 0 9 ,   p p .   6 3 0 - 6 3 8 .   IEE E ,   2 0 0 9 .   [2 0 ]   W .   Ye ,   J.  He id e m a n n ,   a n d   D.  Estri n ,   M e d i u m   a c c e ss   c o n tro w it h   c o o rd in a te d   a d a p ti v e   sle e p in g   f o w irele ss   se n so n e tw o rk s ,   IEE E/ ACM   T r a n sa c ti o n o n   Ne two rk in g ,   v o l . 1 2 ,   n o . 3 ,   p p . 4 9 3 - 5 0 6 ,   J u n e   2 0 0 4 .   [2 1 ]     W .   Ye ,   J.  He id e m a n n ,   a n d   D.  Estri n ,   A n   e n e rg y - e ff icie n M A p ro t o c o f o w irele ss   se n so n e two rk s,”   in   Pro c .   IEE INFOCOM ,   Ne w   Yo rk ,   NY ,   USA ,   p p .   1 5 6 7 1 5 7 6 ,   J u n .   2 0 0 2 .   [2 2 ]     W a n g ,   G u ij u a n ,   Jig u o   Yu ,   Do n g x iao   Yu ,   Ha it a o   Yu ,   a n d   L F e n g .   " Ds - m a c A n   e n e r g y   e ff icie n d e m a n d   sle e p   m a c   p ro t o c o w it h   l o w   late n c y   f o wire les se n so n e tw o rk s."   J o u rn a o Ne tw o rk   a n d   C o mp u ter   Ap p li c a ti o n s ,   5 8 ,     155 - 1 6 4 ,   (2 0 1 5 ) .   [2 3 ]     A .   Be n g h e n i,   F .   Di d a n d   I.   Ba m b rik ,   " En e rg y - sa v in g   c o m p a riso n   o f   a s y n c h ro n o u M A p ro t o c o ls  f o w irele ss   se n so n e tw o rk s,"   2 0 1 7   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   M a th e ma ti c a n d   In fo rm a ti o n   T e c h n o l o g y   ( ICM IT ) ,   A d ra r,   p p .   2 6 3 - 268 ,   2 0 1 7 .   [2 4 ]     W o n g ,   Da v id ,   Qia n   Ch e n ,   a n d   F ra n c o is  Ch i n .   " Dire c ti o n a m e d iu m   a c c e ss   c o n tro (M A C)  p ro t o c o l in   w irele ss   a d   h o c   a n d   se n so n e tw o r k s: a su rv e y , J o u rn a o S e n so a n d   Act u a t o r Ne two rk s   4 ,   n o .   2 ,   67 - 1 5 3 ,   (2 0 1 5 ) .   [2 5 ]     L u ,   Ga n g ,   Bh a sk a Krish n a m a c h a ri,   a n d   Ca u li g S .   Ra g h a v e n d ra .   " A n   a d a p ti v e   e n e rg y - e ff icie n a n d   l o w - late n c y   M A f o d a ta  g a th e rin g   in   w irele ss   se n so n e tw o rk s."   In   1 8 t h   I n t e rn a ti o n a l   P a ra ll e a n d   Distri b u t e d   Pro c e ss in g   S y mp o si u m ,   2 0 0 4 .   P ro c e e d in g s.,   p .   2 2 4 .   IEE E,   2 0 0 4 .   [2 6 ]     Ku m a r,   S .   S w a p n a ,   M .   Na n d a   Ku m a r,   S h e e b a   V S ,   a n d   Ka sh w a n   KR.  " P o w e Eff icie n D y n a m ic   M A P ro t o c o l   (D - M A C)  f o W irel e ss   S e n so Ne tw o rk s. "   J o u rn a o I n fo rm a ti o n   & Co mp u ta ti o n a S c ien c e   9 ,   n o .   7 ,   1 7 9 5 - 1 8 0 5 2 0 1 2 .   [2 7 ]     W o n g ,   Da v id ,   Qia n   Ch e n ,   a n d   F r a n c o is  Ch in .   " Dire c ti o n a m e d iu m   a c c e ss   c o n tro (M A C)  p ro t o c o l in   w irele ss   a d   ho c   a n d   se n so n e tw o rk s: a su rv e y , "   J o u rn a o S e n so a n d   Act u a t o r Ne two rk s   4 ,   n o .   2 ,   67 - 1 5 3 ,   2 0 1 5 .   [2 8 ]     Re n ,   P i n Yi,   Jia   F e n g ,   a n d   YiC h e n   W a n g .   " A   d irec ti o n a M A p r o to c o w it h   l o n g - ra n g e   c o m m u n ica ti o n   a b i li ty   in   a d   h o c   n e tw o rk s."   S c ien c e   Ch in a   In fo rm a t io n   S c ien c e s ,   5 5 ,   n o .   4 ,   7 6 5 - 7 7 7 2 0 1 2 .   [2 9 ]     Kh a tark a r,   S a r ik a ,   a n d   Ra c h a n a   Ka m b le.  " W irele s S e n so Ne t wo rk   M A C   P ro t o c o l:   S M A &   TM A C. "   In d ia n   J o u rn a o Co m p u ter   S c ien c e   a n d   En g in e e rin g   ( IJ CS E)   4 ,   n o .   4 ,   304 - 3 1 0 ,   2 0 1 3 .   [3 0 ]     S in g h   a n d   S .   V a rm a ,   " A n   i m p ro v e d   T M A p ro to c o f o Wi re les S e n so Ne t w o rk s,"   2 0 1 4   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   S i g n a Pro p a g a ti o n   a n d   C o mp u ter   T e c h n o l o g y   ( ICS PCT   2 0 1 4 ) ,   A jm e r,   p p .   9 1 - 95 ,   2 0 1 4 .   [3 1 ]     M .   I.   Kh a li l,   M .   A .   Ho ss a in ,   R.   M a m t a z ,   I.   A h m e d   a n d   M .   Ak ter,  " T i m e   E ff icie n Re c e iv e r   Orie n ted   S lee p   S c h e d u l in g   f o Un d e rwa ter  S e n s o Ne tw o rk , "   2 0 1 7   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ima g i n g ,   V isio n   &   Pa tt e rn   Rec o g n it io n   ( icIVP R) ,   Dh a k a ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.