Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   8 , No .   6 ,  Decem ber   201 8 , p p.   4637 ~ 4645   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 8 i 6 . pp 4637 - 46 45           4637       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Analytic al Model lin g o f  P ower Eff icient Re liable  Op eration of   Data Fu sion in  Wireles s  Sensor  Network       Jayasri  B.   S . ,   G. Ragh avend ra Ra o   Depa rtment  o f  C om pute r  Scie n ce,  Nat ional  Insti tu e  of Engin ee ring ,   Indi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J un   9 , 201 6   Re vised  N ov   2 0 , 2 01 6   Accepte d  Dec  11 , 201 6       Irre spec t ive   of  i ncl usion  of  W ire le ss   Sensor  Network  (W SN )  in  m aj ority   of  the   rese ar ch  pro positi on  for  sm a rt  ci t y   pl anni ng,   it   is sti ll   shroude d  with  som e   signifi c ant   issue s.  A  cl oser  look  int o  proble m s  in  W S N  shows  t hat   ener g y   par amete r   is  th e  origi n at ion   p oint   of  m aj ori t y   of  the   o the r  proble m s  in  resourc e - constr a ine d  sensors   as  well   as  it  significant  m ini m iz es  t he  r e li ab i l i t y   in  standa rd   se nsor y   oper ation   in  adv erse   en vironment.   Therefore,  thi s   m anusc ript   pre sents  a  novel   an a l y ti c al   m odel   th at   is  m ea nt  for  e stabl ishing  a   well   balanc e  betw ee n  ene rg y   eff ic i ency   over   m ult i - pa th  data  for wardi ng  and   rel i abl e  op era t i on  wit h  improved  net work  p erf orm anc e .   Th e  complete  proc ess  is  emph asiz ed  during  da ta   fusion  stage   t o  ensure   dat a  qu al ity   too .   A  sim ula ti on  stud y   h as  bee n  carrie d  out  using   benc hm ark ed  te st - bed  o f   MEMS IC  nodes  to  find  th at  proposed  s y s te m   offe rs  go od  ene r g y   conse rva t ion  pr oce ss   during  data  fusion  oper ati on  as  well   as  it  al so  ensure   good  reliab l e  op era t ion  in   compa rison  to exi sting   s y stem.   Ke yw or d:   Energy   Op ti m iz ation   Pr e dicti ve   Re li abili t y   W i reless  Senso r  N et w ork     Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Jay asri B.   S . ,    Dep a rtm ent o f C om pu te r  Scie nce ,   Nati on al   I ns ti tute o f  E nginee rin g,  My s or e,  Ind ia .   Em a il :  j ay asriph d1 4n i @g m ai l .co m       1.   INTROD U CTION     W i reless  Se nsor  Net wor k  ( WSN)  s uits  well   fo r  pe rfor m i ng   e xtracti on  of  ph ysi cal   at tribu te s  f r om  the  env i ronm ental  su r r oundin g  wh e re  it   is  quit e  chall eng i ng   (and  s om et i m e   i m po ssible)   f or   hum ans  to  go   [ 1] .   So m e  of   the  widely   kn own   ap plica ti on   of  WSN   i nclu des  m on it or i ng  of  ha bitat ,  ta ct ic al   info r m at ion   acqu isi ti on  in   m il i ta ry,  heal thcare - base d  a pp li cat io n,   in dustria l  ap plica ti on ,  et c.   [ 2].  Althou gh,  the r e  are   repor te d  us a ge s  of   se ns ory   app li cat ion   s ince  la st  decad es,  bu t  ther e   are  lots  of   diff e re nce  bet ween   com m ercial ly   avail able  pro duct s  an d  wh at   is  discuss e d  i n  researc h - pa pe rs.   T he  fact  is  on ly   10 - 30%  of   t he   featur e s  discusse d  i n  researc h - base d  papers   act ually   m ake   is  way  t o  t he   com m ercial   a pp li cat io n  ow i ng  t o  var i ou s  f or m   of   no n - disclose d  ch al le ng es   a sso ci at e d  with  sens or y  op e rat ion .  The re  a re  var i ou s  li te rat ures  to  cl aim   that  WSN   has  sig nif ic ant  pro blem s  in  r ou ti ng  [ 3],  ene rg y  [4 ] ,  secu rity   [5 ] ,   and   t raffic - re la te d   m anag em ent [ 6].    Irresp ect ive   of   widely   a vaila ble  m anu scri pt  on  researc h  arc hi ves,   m ajorit y  of  the m   are  m or e  hypotheti cal   and   le ss   pract ic al .  It  was   al so   ob se r ved   t hat  ene rg y  is   the  r oot  cau se  of  m ajo rity   of   t he   op e rati onal   c ha ll eng es  withi n  a   sen sor  no de  [7 ] .   Ba sic al ly ,  a  wi reless  sens or  no de  possesses   ver y  lim it ed   powe r  in  te rm s  of   batte ry  as  well   as  they   are  al so   res ourc e - co ns trai ned.  Fo r  t his  reas on,  if  any  operati on   of   sensing  or   da ta   pack et   f orw ard i ng /rec ei ving  has  t o  ha ppen,   the re  is  a  sign ific a nt  co nsum ption   of  powe r .   Althou gh,  po wer   co nsum pti on   happe ns   at   al l   the  sta ge  of   data  f orwardin g  in  W S N,  bu t  par ti cula r ly   i t  is  essenti al   to  be  stud ie d  du rin g  data  fusio n  and   data  aggrega ti on   proces s.  It  is  req uire d  to  be  un der st ood  tha t   data  f us io n  highly   differs  fro m   data  aggre ga ti on .  It  was  al s o  noti ced  t hat  s tud ie s  to wa rd s  data  f us io n  [ 8]  sta ge  in  WS N  is   rela ti vely   le ss  in  li te ratur e  a s  co m par ed  to  that   of  data  a ggre ga ti on   [ 9].  Ba si cal ly ,  data  fusion  is  a   sta ge  that  co nn ect s  al l  the  com m un ic at ing   node s  only   to  c heck   f or   un i que  accum ulati on   of   data  pac ket   from   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4637   -   4645   4638   the  m e m ber   node  in   local   le ve l  of  cl us te ri ng.  H oweve r,  w hi le   do i ng  this  t ask,  it   is  esse ntial   to  un der sta nd  th e   ty pe  of   a pp li c at ion s.  If   the  app li cat io n  inc lusio n  m on it ori ng   of   un ce rtai n  eve nt  with  no   pr e - def ine d  tim e   instance  (e. g.   hab it at   m on it ori ng,  healt hca r e,  et c),  in  su c h  conditi on ,  the re  m a y  be  a  si tuati on   that  th e  node  was  idle  f or   a  long  tim e  with  no   si gn i ficant  captu rin g  of  a ny  pote ntial   en vir on m ental   inform ation .  Howev e r,  pro blem   arise  wh e n  a  sp e ci fic  even t  ha s  oc curred  durin g  the  tim e  wh en   the  nodes  have  ver y  le ss  res idu al   energy,  not  g ood  e noug h  to  process  the  c om ple te   data  pack et   to  the  des ti nation  no de.   Hen ce ,  this  co nd it io n  sta te s  that  a  node  will   need   t o  be  ene rg y - e ff i ci ent  as  well   as  it   is  req uire d  to  ens ur e  high er  de gr ee  of   re li able   op e rati on  with  an  e xten ded ne twork  li fe tim e .    I n  reali ty ,  there  is  no  su c h  researc h  wor k  to  j oi ntly   address  t his  prob le m .  W it hout  fixi ng   t his   com bin ed  pro blem ,  a  senso r   node  will   sti l l  be  vu l ner a bl e  to  oth e r  set   of   pro blem s  e. g.   r outi ng   pro blem s,  secur it y  pro blem s,   encoun te ri ng   bo tt le nec k  pro blem s,  e tc .  Ther e f or e,  th e  con t rib ution   of  the  propose d  stu dy   is  to  present  a n ovel   s olu ti on w hic h  ca n  offe r  so l utio n  to wa rd s  t he  a bove  m entioned  pro blem s  associated   wi t h  energy  as  well   as  reli able  op erati on   of   a  re so urce - co ns trai nt  sens or   node   in  W S N.   T he   pr ese nted   st udy  has  introd uced   t he   us e  of  a  pre di ct ive - base d  optim iz at ion   process  that  us e s  an  analy ti cal   m od el ing   i n  order   t o  const ru ct   a   no velfr am ework.   It  al so  de fines   exclu sive  rese arch  pro blem s  in  the  c onsec ut ive  Sect ion  1. 2  T he  fun dam ental   c on ce pt  a bout  pro po se d  rese arch  m et ho do l og ie s   to  s olv e   the  repor te d  researc h  pro ble m   is   discusse s  in  S ect ion - 1.3  that   is  fu rt her   f ollow e d  by  syst em   design   in  S ect ion - 2.   Sect i on - 3  disc us ses   about   accom plished   ou tc om e w her e as Secti on  4 bri efs  ab out fi nal concl us i on on t he  pr op os e d  st ud y.     1.1.   Back ground   This  sect io n  ad ds   m or e  i nform at ion   to  t he  existi ng   resea rc h  ap proach e s  towa r ds   energy - ef fici ency  in   WSN  from   ou r   pr io r  re view  work   [10].  Ba s ed  on  the  e xtensiv e  rev ie w,   J ay asri  et   al.   [11]  ob se r ved   t ha t  ver y  le ss  stud ie s h a ve  been  ca r ried   out  on r el ia ble  data d us i on  an d  f urt her  com e  up  with   a n ov el   analy ti cal   so luti on   nam ely  fr am e work  f or  reli ab le   data  fu si on  ( FRFD )  in   or de r  to   en sure  e ne rg y - a wa re  data  f orwad i ng  in   WSN.   The  ou tc om e  of   the  st ud y  fou nd   t o  e xcel  superi or   c omm u nicat ion   pe r f orm ance  in  te rm s  of  ene rg y  e ffi ci ency   and reli able  da ta  tran sm issi on .    Stud y  t ow a rds  energy  pr ob le m s  as  well   as  data  delive ry  issues  ha ve  bee n  a ddresse d  in   the  w ork  of  Wang  et   al.   [ 12]   with  a n  ai d  of   gr i d  r outi ng  m echan ism .  Stud y  to wards  e nergy  ef fici enc y  prob le m s  has  been  al so   discusse d  by  Nad as  et   al.   [1 3]  us i ng   syn chro nizat ion   ba sed  ap proac h  in  W S N  that  m ini m iz e  the  window   of   i dle  li ste ni ng.  Mo st  rece ntly   stud y  t owar ds   e ne rg y   an d  r el ia bili t y  prob le m s  ha s  bee n  a ddre ssed  by  Alsh a hee n  a nd  Tak r ur i - Ri zk   [14 ]   usi ng  net work  c od i ng  a ppr oach.  Dobs la w  et   al.   [15 ]   hav e   pr ese nt ed  a   sche du li ng  ap proac h  us in g  he ur ist ic - based   m et ho dolo gy  f or   en surin g  be te r  reli abili ty   i n  com m un ic at i on   of   WSN.  T he  w ork  ca rr ie d  ou t  by  Fer na nd e s  et   al .  [ 16]   ha ve   pr e sente d  a  schem e  to  m i n im iz e  transm i ssion  powe r  consum ption   us in g  re cei ved   sig nal  stren gth   f or   a ddressi ng   ove r head   prob le m s.  Oliveira  et   al.   [1 7]  hav e p rese nted   a  si m pl ifie d  m echan ism   fo r  energy  savin g  c on si der i ng   a  spe ci fic  app li cat ion.  The  pr ob le m s   of  node rel ia bili ty ar e als o   a ddre ssed by Z hu  et   al . [1 8] in t he  c on te xt of  physi cal  lay er s ecu rity .     Zo nouz   et   al.   [ 19 ]   hav e   pre sented   a  reli a bi li t y  m od el ing  f or   si ngle   ho p  c omm un ic at i on  in  WSN   us in g  cost - f unct ion   base d  ap proac h.   Re li ab il ity  issues  wer e  al so   in vestigat ed  wit h  res pec t  to  fog - co m pu ti ng   in  orde r  to  bet te r  est ablish  r el at ion sh i p  wit h  se ns or  dev ic es  an d  cl oud  env i ronm ent.  Su c h  w ork  ha s  bee n  pr ese nted  by  Wang  et   al .  [ 20]   that  perfor m   co m pu ta ti on  of   tr us t  in  ord er  to  pro ve  rel ia bili ty   of   the  sens or.   Sarm a  et   al .  [ 21 ]   ha ve  p rese nted  a   r outi ng - base d  a ppr oa ch  for  a ddress ing   e ne rg y  a nd  reli abili ty   prob le m s   associat ed  with  the  c omm un ic at ion   c on si deri ng   i nclusion  of  m ob il it y  fact or   i n  WSN.  Qa dori  et   al .  [ 22 ]   ha ve   us e d  f uzzy - a ppr oac h  al ong  with  c on si der a ti on   of   m ob il e  age nts  in  ord er  to  c onser ve   energy  c on s um pt ion .   Usage  of   co nte xt - based  se ns ing  m echan ism   was   al so  pro ve n  to   af fect  e ne rg y  sa ving   as   re ported   in  t he   w ork  of  Pr a bha  et   al .   [ 23] .  Han  et   al .  [ 2 4]  ha ve  i nvest igate d  co ve rag e   pr ob le m s  an d  it s  relat io ns hi p  with  t he  energy  at tribu te   in  WSN .  An   em pirical - m od el li ng   base d  ap proac h  was  prese nted  by  Feng  an d  Don g  [25]  in  orde r  to   inv est igate   reli abili ty   issue.  E lsa fr a wey  et   al .  [26]  hav e  pr e sented  a n  invo l un ta ry  heali ng   pro po sit io n  to wards   ens ur in g  reli ab il ity  of   data  in  WSN.  A n  ap proach   was  prese nted  by  Ca m po bello  et   al .  [ 27]   that  has  util i zed  a   un i qu e  rem ai nd er  t heorem   fo r  e nhanci ng   energy  savi ng  featur e s  as  well   as  reli abili ty   pr ob le m s  a m ong  sens or y a pp li cat ion s.     The  wor k  car r ie d  out  by  D ong  et   al.   [28 ]   hav e  disc us s ed  a bout  a n  optim iz at ion   ap proac h  f or  le ver a ging  the   reli abili ty   aspect  of   the  WSN.  T he  aut hor s  hav e  de velo ped   t he  schem e  us in g  a  uniq ue  data  acqu isi ti on  a ppr oac h  to ward s  ad dr e ssin g  be tt er  cl us te rin g  pe rfor m ance  with  le ss  dela y.  Usa ge  of  ne twork   cod i ng  f or   e nh ancin g  the  ene rg y  sa ving  c ha recteri sti cs  in  s ens or   is  pr e sen te d  by  Li u  et   al .   [29].  T he  a ut hors   hav e  us e d  c od i ng   schem e  fo r  bo t h  net wor k  a nd   c ha nn el   i n  order   t o  inc rea se  the  reli abili ty   s cor e  of   t he  WSN  with  m or e  sig nal  qual it y.  Stud y  t ow a rds  data  gat her i ng  was  i nv est ig at ed  by  L ong  et   al.   [30]  w her e   a   com pr ehe ns ive   m a the m at ic a l   m od el ing   ha s   bee n  intr oduc ed  in  orde r  to   ens ur e  t he  re li abili ty   scop e  of  a   sens or   node  w orkin g  in  an  a dv e rse  co nd it ion   of   netw ork ing .  T he  stu dy  al so   cl aim s  o f  optim iz ed  outc om e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       An alyti cal Model li ng   of P ow er Eff ic ie nt Reli ab le   Op e ra ti on  of .. . ..    ( Jay asri  B. S. )   4639   with  res pect  to   energy  savin g  and   prop e r  uti li zat ion   of   network.  Pro bem s   associat ed  wit h  the  reli abili ty   was  al so   witnesse d t o  be  s olv e d us ing   filt erin g - ba sed  te c hn i qu e .    Stud ie s  in  su c h  direc ti on   wa s  carrie d  out  by  the  Pa k  et   al.  [ 31 ]   co nsi der in g  incl us ion   of   finit e   i m pu lse   filt er  t hat  is  c onstr ucted  for  i den ti fyi ng  the   ode  fail ur es   in   WSN.  The  a utho rs  ha ve  us e d  a   hy bri dized   desig n  of   a   filt er  in  orde r  to  ens ur e bette r  lo cal iz at ion   sche m e  of   de fecti de ntific at ion   as   a  m ediu m   to  assure   bette r  reli a bili ty   schem e  in  WSN.  T he refo re,  it   ca n  be   seen  t hat  ther e  are  var i ous  repor te d  sc he m e  of   enh a ncin g  t he  reli abili ty   scor e  of   t he  WSN   us in g  diff e ren t   m et ho dolo gie s.  The  ne xt  se ct ion   disc us ses   about   the id e ntific at ion o f  t he po te nt ia l pr oble m s asso ci at ed wit h t he  existi ng a ppr oac hes  in  n e xt secti on.     1.2.   The   Pro blem   The  si gn i ficant  r esea rch p robl e m s ar e as  fo ll ow s: -   a.   Existi ng   a ppr oach e s  towa r ds   i m pr ovin g  ener gy  ef fici ency  la cks  crit ic al   op tim iz at ion   proces s  consi der i ng com pu ta ti on al  and  netw ork - base d resou rces.   b.   Stud ie s  to ward s  reli abili ty - based   m et ho ds   ar e  no t  fou nd   to  ens ur e  any  f orm   of   pr e dicti ve - base d  analy s is  without  us in g any f or m  o f  it erati ve - base d  c onve ntio nal m eth ods.   c.   Lack  of   be nc hm ark ed  st ud i es  towa r ds   s ol vin g  ene rg y  as  well   as  rel ia bili ty   pr oble m s  is  ano the r   sign ific a nt r e se arch ga p  i n W SN .   d.   A  com pr ehe ns i ve  m od el ing   c on si der i ng   al l  the  pract ic al   con strai nts  of   a  s ens or   no de  to  assess  the  no de  as w el l as  netw ork per f or m ance is also m issin g i n  e xisti ng  s yst e m .   Ther e f or e,  the  pro blem  sta teme nt o f  t he  pr opose d  st ud y ca n  be  stat ed  as “ To   desig n a c ompre he ns iv e   fram ew or k  t hat  is  ca pable  of   offeri ng  si gn if ic an t  rel ia ble  node   oper atio n  wi th   superi or  netw or k  li fe ti me  in   pr ese nce  of d y namic  network  scen ar io s ”. T he  n e xt secti on  br ie f s a bout s ol ution  t o  a ddre ss this iss ue.     1.3.   The Pro posed  So lu tio n    The  pr im e  purpose  of  the  pro po se d  syst e m   is  to  pr es ent  a  joint  fra m ewo r k  wh i ch  e nab le s  a   si m ulati on   envi ronm ent  to  as sess  three  di fferent  ty pes  of   m od ules  w he re  firstly ,  M odule - 1  re prese nts  an  analy ti cal   m eth od ology  well   capab le   of   en s ur i ng   e nergy - a war e  data  fu si on  to  ad dr e ss  th e  power   c on s um pt ion   issues  i n  a  dat a - dri ve n  WSN   al so   a bbre viate d  as   EE DF .   S econdly ,  th e  f r a m ewo r k  al s o  integrates   Mo dule - 2  wh e re  the   pri m e  con ce rn   l ai d  upon  de sig nin g  cost - ef fecti ve  c om pu ta ti on al   m od el li ng   wh ic h  e ns ures   powe r   eff ic ie nt,   reli a ble  ope rati ons   duri ng  data   f us io n  process   on  a  la r ge   sca le   W S N  us in g  strat ist ic al   sp r eadin g  m echan ism   (R aESS).  Finall y,  it   fu rther   op t i m iz es  the  com m un ic at ion   per form ance  du ri ng   se ns or  ne twor k  op e rati ons  in  te rm s   of   sig nificant  ene rg y  eff ic ie ncy  an d  reli abili ty   sc or es  by  inco r porati ng  predi ct ive   evo l ution a ry  m od el li ng  wh ic h  is  prese nted  i n  Module - 3.  T he   f ollow i ng  Fi gure  1  e xhibit s  the  j oi nt  f ram ewor k  intende d  t o  as s ess th ree  diff e r ent m od ules  wi thin a si m ulati on envir onm ent.           Figure  1 .   Im ple m ented  sc he m a o f pro pose d  syst em     M O D U L E - 1 ( E E D F ) M O D U L E - 2 ( R a E E S ) M O D U L E - 3 A   N o v e l   J o i n t   F r a m e w o r k   f o r   R e l i a b l e   a n d   P o w e r   E f f i c i e n t   D a t a   F u s i o n   O p e r a t i o n   i n   W S N D e v e l o p i n g   T h e   T o p o l o g y D j k s t r a   A l g o r i t h m V i r t u a l   M u l t i - p a t h P r o p a g a t i o n   M i n .   E n e r g y   O n   E v e r y   C o m m u n i c a t i o n   C h a n n e l G r a p h   T h e o r y S t a t i s t i c a l   S p r e a d i n g E n a b l e   M o d u l e - 2 D i s t r i b u t i o n   A p p r o x i m a t i o n O b j e c t i v e   F u n c t i o n E n a b l e   M o d u l e - 3 S y n c h r o n i z a t i o n E n e r g y   A w a r e   R e l i a b l e   O p e r a r i o n P e r f o r m a n c e   A n a l y s i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4637   -   4645   4640   The  ab ove  Fig ur e  1  sho ws  th e  desig n  pri nci ples  of  the  pr opose d  a naly ti cal   m et ho do l ogy  to  si m ulate  the  perform ance  of   the  join t  co m pu ta ti onal   fr am ewo rk.   The  si m ulatio n  e nv i ronm e nt  is  create d  us in g  a   nu m erical   com pu ti ng  e nvir pnm ent  wh ic h  e nab le s  e val uating  t hr ee   di ff e r ent  m od ules  with  re sp ect   t o  their   com pu ta ti on al   flo w  of   desig n.  Finall y,  the  ou tc om e  asses sed  f or   diff e re nt  m odules  ar e  com par ed  w it h  the   conve ntion al   ba sel ines  in   or de r  to   justi fy  t he  im ple m ente d  m et ho dolo gy   of  the   pro pose d  syst em   t ow a r ds  accom plishing   energy  awa re  r el ia ble  op e rati on s  i n  a  la rg e  s cal e  WSN.  Th e  m or e  el abora te d  discu ssio n  of   th e   pro po se d  t hr ee  d if fer e nt m odules are  prese nt ed  in t he ne xt  segm ent o f  t he m anu scri pt i.e.  syst e m  d esi gn.         2.   SY STE M DESIGN   This  sect io n  c oncer n  a bout  dis cussing  t he  sys tem   design  m eth od ology  of  t he   pro posed   f ra m ewo r k  t o  ens ur e ade quat e o utcom e in t he  form  o f  num erical  so luti on s. Howe ver, it   basical ly  ai m s  towa rd s  j us ti fy ing  th e   fact  that  the  st ud y  accom plishes  eff ic ie nt  and   op ti m al  com m un ic at ion   op e rati o ns   regardi ng   reli abili ty   and  energy  pe rfo r m ance  duri ng   data  f us io n  operati on   i n  a  m ulti cast   W SN  routin g.   T he  pro posed   f ram e work  evo l ved   up  w it h  a  m ulti - fo ld  m e tho dolo gy   wh ic h  incl udes  basical ly   three  di ff e ren t   ty pes  of   m od ules   op e rati ng  j oi ntly   in  a  num eri c al   com pu ti ng   e nv i ronm ent.  The  f ollo wing  a re  the  e xte ns iv e  el aborati on  of  th re e   separ at e  m od ul es  wh ic h  ca n  carry  out  reli able  op e rati ons  involve d  in  da ta   fu sio n  an d  cl us te rin g  proc ess  t o  util iz e o ptim al   energy i n a  W SN .   a.   Desig n  A naly sis  of   Mo dule - 1(EE DF):   T hi s  analy ti cal   design   m et ho do log y  f or   m odule - 1  has  bee n  con ce ptu al iz e d  to  en ha nce  t he   data  f us i on  pr ocess  i n  a WSN.  E ED F  f oru m al te d  keep in g  a  c onditi on  i nto   consi der at io n  i .e.  it   shou l d  suppo rt  data  f us i on   proces s  in  a  m ulti path  prop a gatio n  syst e m .  It  basi cal ly   adopted   the   c on ce pt  of  ant enn a   the or y  wh ic h  e nsures   highe r  degre e  of  reli a ble  com m un ic at ion   op e rati ons  by  dep l oying  e nhanced  m ulti pat h  pro pag at io n  m echan ism .  Incorp or at io n  of  anten na   the ory   in  this  reg a rd s   increses  the  c apacit y  of   ra dio   li nk s  to ward s   enah c ning  th e  su pp or ta bili ty   of   m ult ipath   pro pag at io n  wi th  higher  de gree  of   reli able  com m un ic at ion   operati on.  In  this  inti al   ph ase  the  pro pose d  syst e m   dep loy ed  a  WSN  t op ology  by  e vol ving  up  a  distr ibu te d  tree  c onstr uction  s upported   by  grap h  theo ry.  T he  gr aph  is  co ns tr uc te d  us i ng  a  set   of   ve rtic es  an d  ed ges  wh ic h  i s  ex pr es sed  wi t h  the  fo ll owin g  m at he m at ic a l  Eq uation   1 .  I n  that  eq.   V  re f ers  to  the   set   of  ve rtic es  us e d  to  de no te   se nsor  node s  an d  E  belo ngs  to  the   set   of   e dg e s  wh ic h  are  basi cl al ly   co m m un ic at ion   li nk s  w it hin   a  m ulti pa th  pro pa gation  syst e m . Th e a ddit ion   of  base st at ion   b  m akes th e gra ph expr essed  li ke  foll owin g:     G = ( V U b ,  E )                   (1)     Wh e re ev e ry s ens or   n ϵ V  will  h ave t he  fr e ed om  to  cho os e i ts adj ace nt n ei ghbours for  m utli - cast  r outi ng dur i ng   ad - hoc  com m un ic at ion .   The   novelty   of  the  pro posed  c once pt  is  that  it   ena bles  de plo ym e nt  of  assist ant  pair  of  nodes  wh ic h  su pp or ts  sin gle  and   m ulti - path   prop a gatio n  duri ng   the  c omm un ic at ion   between   oth e r  no des,   thi s   par a dig m   resu lt ed  energy  ef fici ent  li nk   f or m at ion   with  the  su pp or ta bili ty   of   m ulti path  pro pa gation  betwe e n  node  a nd  base   sta ti on .  It  al s o  op ti m iz es  the  data  tra ns m itted  f ro m   on e   s ens or   node   n  t o  a  base  sta ti on  b   by  form ulati ng  th e f olloin g obje ct ive fun ct io n wh ic h helps  in e nergy  op ti m izati on .      V n n f u n c E O m i n a r g                 (2)     The  e xp e rim en ta l  ob ser vatio ns  furthe r  ass ured  that  this  ap proac h  has  si gnific antly   redu ced  ene r gy   requirem ents  duri ng  data  fusion  ope ra ti on s   and  al so  pote nt ia ll y  assist ed  in  c on s er ving  e nergy  to   a  sig ni ficant  le vel.  The  optim u m   sel ection   of  c omm un i cat ion   c hannel   al so   assist ed  in  m ini m iz ing   ener y  c on s um ps ion  durin g  m ulti path  pro pagat ion  in  a  virtu al   to po l og y  wh e re  on   t he  ot her   ha nd   t he  dat a  di sse m inati on   proces s  reduce d  the  r e dundancy  of  da ta  to  en sure t ha t un i qu e  d at a   bein g forwa r de d  to  the  b.   b.   Desig n  A naly sis  of   Mo du le - 2(Ra EES ):   The  analy ti cal   m od el ll ing   of   Ra E ES  desig ne d  and   dev el op e d  by  addressi ng  co m m un ic at ion   pe rfor m ance  iss su es  of  a  W S N  from   ener gy   an d  reli abili ty  view   poi nt.  T he   desig n  pri ncip le   of   Ra EES   al so   i m ple m ents  a  nu m erical   analy sis  wh ic h  ena bles   reli able  data   transm issi on   duri ng   data  f us i on   proce ss  in  a  data  dri ve n  WSN.  T he  sys tem   aims  to  en su re   an  optim a l   equ il ib rium   between   the  unin te rr upte d  data  transm issi on   pr ior  pe rfo rm ing   fu si on   with  m ini m al   us age  of   netw ork  an d  com pu ta ti on al   r so urces .  The  a dopted  gr a ph   t heory  m od el li ng   us ed  in  the   fo rm ulati on   of  fu si on   str uctu r e  with  a  tree  based   topolo gy  form ation   w hich  ena bles  reli abl e  com m un i cat ion   operati on s   with  le ss  resou rce  co ns um ps ion.  H ow e ver,  m ini m al  us age   of   res ources  duri ng   netw ork  op e rati ons  a nd   data  ag gr e gation  process  i nc lud in g  el im inati on   of  re petit ive  redunda nt   data  sign i ficantl y  i m pr ov e d  com m un ic at ion   perform ance  in  te r m s  of   e nergy  a nd   reli abili ty   wh ic h  are  f urt her  just ifie d  in   the  ne xt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       An alyti cal Model li ng   of P ow er Eff ic ie nt Reli ab le   Op e ra ti on  of .. . ..    ( Jay asri  B. S. )   4641   sect ion   3  with  an  exte ns ive  discuss io n  on   e xperim ental   analy sis.  The  coce pt  of   sta ti sti cal   sp rea ding  has   been   us e d  to  ens ur e  tra ns m i ssion   reli abili ty   in  te r m s  of   reducin g  pac ket  error   rat e   and   dro pp i ng  pro bab il it y  us ing   a  distrib ut ed  ap pro xim at ion   pa ra digm .  Ho wev e r,  finall y  the  pro po se d  syst e m   form ulate s  an  obj ect ive  f unct ion   w hich  e nsures  higher  de gr ee  of   reli a bili ty   wh il e  con s um ing   m ini m a l  com pu ta ti on al   an d  net wor k  res ources.  T he  nex t  se ct io n  pr ese nts  the   m od el   analy sis  of  the  ne xt  m et ho dolo gy fro m  an al yt ic al   and the or et ic al  p e rsp ect ive  [3 2].    c.   Desig n  A naly sis  of   Mo du le - 3:   This  phas e  of   the  desi gn   m et ho dolo gy  exclusi vely   carried  out  by   e m plyi ng   a  de ci sion   or ie nted   data  delive ry  m od el   with  predict ive  c oding.   It  ba sic al ly   enh a nces   th e   com m un ic at ion   op e rati ons  by   inco rpo rati ng  a   tim e - slot  s ynch ronizat ion  m od el li ng   where  the   al lotm e nt  of   ti m e - slots  du ri ng   sync hro ni zat ion   ph a se  f ollows  two  di f fer e nt  m od e  of   op erati on s  whic h  are  there by   i)  busy  m ode   and   ii )  i dle  m od e  of   operati ons   resp ect i vely .  I t  fu rt her   a ppli es  two  dif fer e nt   al gorithm s  in  order  to  obta in   powe r  e ff ic ie nct  com pr e henci ve  pa ra dig m   f or   re du ci ng  r eso ur ce  c ons um ps ion s  du rin g  com m un ic at ion   op e rati ons  by   wh ic h  it   has   certai nly  achi eved  b et te r   rel ia bili ty   du rin g  cl us te rin g  a nd  data  fu si on   pro cess.  It  m os tl y  pu ts  em ph asi ze  towards  cl ass ify ing   the  data   pack et s  with  the  de plo ym ent   of  cost - ef fecti ve   Tim e  Divisio n  M ulti ple  Ac cess  ( TDM A)  and  Ca r rier  Se ns e  M ulti ple  A ccess  (C SMA)  su bject e d  to  de ci sion al   an d  ef fici ent  energy  m od el li ng .   Th e  propose d  sys tem   per form   data  fu sio n  pri or   to  data  aggrega ti on   w hen   a ggre gato r  nodes   act   as   cl us te r  head   (C h )  wh il e  op erati ng   on   diff e nt  sensor   node  ( SN)  dri ven   cl ust ers.   T he  proces s  the reb y  m ai nly   fol lows   tw o  dif f eren t  ty pes  of  com m un ic at ion   ph a ses  s uch  as  i)  com m un ic at ion   betw een  node  to   C h   wh e re  data  fusio n  ta ke   place  an d  ii )  com m un ic at ion   bet ween   eac h  C h   to  cor e  a ggre gator   m ote  ,  data  ag gr e gation  is  perform ed.   The  pri m e  e m ph asi ze  has   been   gi ve n  to wards  ene r gy  co nsum ps ion   op ti m iz ation   by   per f or m ing   r el ia ble  sensory  op e rati ons  wit h  sync hro nized   pack et   delive r y  par a dig m   wit h  ra ndom iz ed  and   orga nized  acce ss  m od e  of   processes .  T he   data  delive ry  cy cl e  has  bee n  co nce ptu al iz ed  in   a  way  where  a  ti m e  slot  is  de fine d  f or  tr ansm issi on   operati ons,   al so  ref e rred   as  te m po ral  inter va l  ( t i ).  The   nex t   segm ent  of  th e  stu dy  the reby   discusse d  th e   ou tc om e  bei ng   acc om plished   by  sim ul at ing   the  j oi nt   fr am ewo r k  in  a  num eric al   com piu ti ng  e nvir on m ent.        3.   RESU LT   A N ALYSIS    3.1. Ou tco me s   Ob ta in e d  fr om  Module - 1   This  sect io n  dem on strat es  th e  exp e rim ental  ou tc om es  ob ta ined  a fter  si m ula ti ng   the  pro posed  joint   fr am ewo r k  with  a  nu m erical   analy sis.  The  f ram ewo rk   init ia ll y  evaluates  t he  analy ti cal   m et ho dolo gy  de rive d  for  EED F  an d  ob ta in s  the  res ults  per ta inin g  to  energy   co nsum ps ion   pe r  re qu e st  (m J)  wh ic h  is  hig hli gh t ed  in  the  f ollo wing  Figure  2.  T he  above  Fig ur e   2  cl early   e xhibit s  that  t he  m odule - 1  EED F   accom plishes   bette r   ou tc om es  in  ter m s  of   energy  with  the  inc rea sing   value  of   nodes .  The  propose d  EE DF   there by  sign ifi ca ntly   m ini m iz es  the  energy  co nsu m ps ion   ( 0 - 0.3)  m J  in  com par ison   with  t he  conve ntion al   ba sel ines  LE ACH  a nd   PEGAS IS .             Figure  2 .   A nal ysi s o f e ne rg y  consum ps ion r equ e st (m J)      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4637   -   4645   4642   3.2 .   Ou tco me s  o b ta in ed  from M od ule - 2   The  e valuati on   of   the  st ud y  was  car ried  out   with  600  se nsor  nodes  c ompli ant  with  M EMSIC  no de   config ur at io n  disp e rse d  rand om l y  under  si m ula ti on   a rea  of  10 00x100 0m 2 .  A  hypothe ti cal   data  of  3500   bits  has  bee n  us e d  fo r  com m un ic at ion   pur pose .  As  the  pro pose d  Ra ESS  f ocuses  towa rds  achievin g  re li able   tran sm issi on ,  it   was  essenti al   fo r  eval uatin g  it s  eff ect ive ness  with  re spe ct   to  ener gy  consum ption ,  delay ,  pack et   delive ry r at io,  as  well  a s alg or it hm  p r oc essing t i m e.   The  fo ll owin g  Figure 3 ,   4  ex hi bits  that  ho w  t he  pro po se d  R aESS obtai ns  bet te r  outc om es  in  te rm s  of  pack et  d el iver y  rati o  and  o ve rall   delay   (S )  duri ng  d at a  fusion  process  in  a   WSN   c omm u nicat ion  o pe rat ion s .  I t   al so  s hows  t hat  overall   delay  s ign ific a ntly  r ed uced   in RaE SS  as c om par ed  t o  LE AC H.           Figure  3 .   O veral l delay  v s it er at ion s            Figure  4 .   Pac ke t deli ver y  rati o vs  it erati ons       It  can  al s o  be   seen  that  the   pro po se d  Ra ESS  sig nifica nt ly   red uces  de la y  to  enah ce  the  reloia ble   netw ork  opet ra ti on s  pr i or  to  da ta   fu si on  wh il e  node s  a re  c om m un ic at ing   with  thei r  c or e   aggre gator  m ote.   T he   above  Fig ur e   4  al s o  s hows   the  e ff ic ie ncy  of  Ra ES S  in   ob ta ining   en ha nc ed  pack et   deli ver y  rati o  w hich  al s o  ens ur es  bette r  com m un ic at ion   perf or m ance  du ri ng   th e  dat a  fu sio n  phase   with  op ti m iz e d  outc om e  in  energy  factors.   Figure  5  al s o  e xh i bits  that  t he   pro posed   Ra E SS  at ta in  ve ry  le sser  c om pu ta ti on   ti m e  as  the  pro pose d  al gorithm   con s um es  ver y  le ss   num ber   of  res ources  duri ng  the  s of t  c om puti ng   ph a se.  Th e  outc om e  ob t ai ned   fou nd h i gh ly  s up e rio r  tha n  t he  conv e ntio nal  LEAC H  al go ri thm .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       An alyti cal Model li ng   of P ow er Eff ic ie nt Reli ab le   Op e ra ti on  of .. . ..    ( Jay asri  B. S. )   4643       Figure  5 .   A nal ysi s o f a lg or it hm  p ro cessi ng ti m e(s)       3.3 .   Ou tco me s  o b ta in ed  from M od ule - 3   The  f ollo wing   Figure  6  al so  exh i bits  that  the  pr opos e d  two  al gorithm s   for  m ou le - 3  a lso  achie ve s   reli able  com m un ic at io n  oper at ion s  t o  re duc e  the  delay   co ns t raints   w hic h  has  a  sig nifi cant  im pact  on  ene rg y  consum ps ion   optim iz at ion .   The  ab ov e  F i gur e  6  al so   sh ows   that  ener gy  co ns um ps io n  per  bit  in  ever y  instance   of   inc reasin g  ti m e  slots  is  hig her   in  t he  case  of   L uo  [33]  w he re  ,  Pro po se d  appr oach   a nd  Zh a ng   [34]  ap proac h  accom plishes  op ti m al   ou tc om e  as  they   bo th  util iz ed  pr e dicti ve  node  s cheduli ng  i n  a   dynam ic   env i ronm ent  wh e re  nodes  a re  act ually   perform s  decisi on  m aking   durin g  sch ed ulin g  a nd   data  f us io n  process .  H ow e ver,  as   our  pro po se d  syst e m   excels  bette r  ou tc om e s  with  res pect  to  diff e re nt  a tt ribu te s  th us  the  stu dy  e nsur es  it s   un i form i ty  tow ard s  achi ving  r el ia ble co m m u nicat ion   scena r io du rin g data f us io n process  in  a  WSN.             Figure  6 .   A nal ysi s o f e ne rg y  consum ps ion p er  bit (j / bit)       4.   CONCL US I O N   The  cu rr e nt  ad van cem ent  of   sens or   netw ork  operati ons  m anly   data  fu s ion   hi ghly   requires  reli able   com pu ta ti on   w it h  m ini m a l  us age  of  res ourc es  to  ensure  e nah ce d  com m un ic at io n  pe rfor m ance  in  te rm s   of   energy  co nsu m ps ion   an d  de la y.  Howev e r ,  sens or   netw ork  ope rati ons   in  a  re gion  of   i nterest  is  highly   unpredict ive  owin g  to  it s  decen tral iz ed  co m m un ic at ion   patte rn,  there f or e  placem ent  of   nodes  s hould   be   within  a   m on it or e d  a rea  in   or der   t o  trac k  do wn  eve ry  res pe ct ive  com m un ic at ion   act ivit y.   The  i nvest igati on al   analy sis  in our pr i or  works   f ound  t hat v ery  l ess  existi ng wo rk s   ha ve   bee n  carried  o ut  t oward s   en surin g  e nergy   eff ic ie nt  data  f us io n  operati ons  i n  a  la rg e   sc al e  W S N  wh e r e  no  si gn ific a nt   fo c us   i ncline d  to wa rd s   opti m iz ing   the r el ia bili ty  fa ct or s  with  res pect to  delay  a nd en e r gy   co nst raints.     The  st ud y  for m ula te d  a  nove l  j oin t  sc hem a  wh ic h  assess   three  diff e re nt  analy ti cal   m e t hodolo gy  t o  forw a r d  data  w it h  m axi m u m   reli abili ty   and  m ini m u m   us ag e  of  e nergy  in  a  m ulti path  pro pag at io n  syst em .  It  is   al so   ens ur e d  that  the  propos ed  syst e m   utilizes  ver y  le sser  netw ork  res ources  wh il e  carryin g  out  the  data  fu si on  s upport ed  by  e nergy  a war e   cha nnel   a ccess.  T he  stu dy  outc om e  further  e ns ures  t hat  the   pr opose d  joint  fr am ewo r k  acc om plishes b et t er  ou t ocm es in term s o f  dif fere nt p e rfo rm ance m e tric es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4637   -   4645   4644   REFERE NCE S   [ 1 ]     \   N o u h a   S g h a i e r ,   A b d e l h a m i d   M e l l o u k ,   E n e r g y   E f f i c i e n t   D e s i g n   o f   W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w o r ks ,   I S T E   P r e s s   L im i t e d ,   E l s e v i e r - 2018   [ 2 ]     D a c - N h u o n g   L e ,   R a g h v e n d a   K u m a r ,   J y o t i r   M o y  C h e t t e r j e e ,   I n t r o d u c t o r y  C o n c e p t s   o f   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t wo r k .   T h e o r y   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   G R I N   V e r i l a g ,   2 0 1 8   [ 3 ]     X .   L i u ,   " R o u t i ng   P r o t o c o l s  B a se d   o n   A n t   Co l on y   O p t i m i z a t i o n   i n   W i r e l e s s  S e ns o r   N e tw o r k s :   A  S u r v e y , "   i n   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   5 ,   p p .   2 6 3 0 3 - 2 6 3 1 7 ,   2 0 1 7 .   [ 4 ]     A .   S o l a y a p p a n ,   M .   B .   H .   F r e j   a n d   S .   N .   R a j a n ,   " E n e r g y   e f f i c i e n t   r o u t i n g   p r o t o c o l s   a n d   e f f i c i e n t   b a n d w i d t h   t e c h n i q u e s   i n   U n d e r w a t e r   W i r e l e s s   S e n s or   N e t w o r ks   -   a   su rv e y , "   2 0 1 7   I E E E   L o n g   I s l a n d  S y st e m s ,   A p p l i c a t i o n s   a n d  T e c h n o l og y   C o n f e r e n c e   ( LI SA T ) ,   F a rm i n g d a le,   N Y ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 7.   [ 5 ]     B .   M o s t e f a   a n d   G .   A b d e l k a d e r ,   "A   s u rv e y   o f   w i r e l e s s   s e n so r   n e tw o r k   s e c u r i t y   i n   t h e   c o n t e x t   o f   I n t e r n e t   o f   T h i n g s , "   2 0 1 7   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o r m a t i o n   a n d   C o m m un i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s   f o r   D i s a st e r   M a n a g e m e nt  ( I CT - D M) ,   M n st e r ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 8.   [ 6 ]     H .   Y u a n ,   N .   Yu g a n g   a n d   G .   Fe n g h a o ,   " C o n g es t i o n   c o n t r o l   f o r  w i r e l e s s   s e ns o r  n e t w o r k s :   A   su r v e y , "   T h e   2 6 t h   C h i n e s e   C o n t r o l   a n d   D e c i s i o n   C on f e r e n c e   ( 2 0 1 4   C C D C) ,   C h a n gsh a ,   2 0 1 4 ,   p p .   4 8 5 3 - 4858.   [ 7 ]     V .   M us a l e   a n d   D .   C h a u d h a r i ,   "C h a l l e n g e s ,   p r o t o c o l s   a n d   c a s e   s tu d i e s   i n   d es i g n   o f   r e l i a b l e   e n e r g y   e f f i c i e n t   w i r e l e s s  s e n s o r   n e tw o r ks, "   2 0 1 7   4 t h   I n ter n a t i o n a l   C o n fer e n c e   o n   A d v a n c e d   C o m p u t in g   a n d   C om m un i c a t i o n   S y s t e m s  ( I C A CC S) ,   C o i m b a t o r e ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 7.   [ 8 ]     C .   M .   d .   F a r i a s  a n d   L .   P i rm e z ,   " A   M u l t i s e n s or   D a t a   F us i o n   T e c h n i q u e   f o r   M u l t i a p p l i c a t i o n   W i r e l e s s  S e ns or  N e t w o r ks   B a s e d  o n   O v e r l a p p i ng   I n t e r v a l s , "   2 01 7   I E E E   1 5 t h   In t l   C o n f   o n   D ep e n d a b l e ,   A u t o n o m i c   a n d   S e c u re   C o m p u t i n g ,   1 5 t h  I n t l   C o n f   o n   P e r v a s i v e   I n t e l l i g e n c e   a n d   C o m p u tin g ,   3 r d   I n t l   C on f   o n   B i g   D a t a   I n t e l l i g e n c e   a n d   C o m p u t i n g   a nd  C y b e r   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o gy   C o n g r e ss ( D AS C / P i C o m / D a t aC o m / C y b e r S c i T ech ) ,   O r l a n d o ,   FL ,   2 0 1 7 ,   p p .   8 0 4 - 8 11 .   [ 9 ]     H .   L i n ,   R .   X i e   a n d   L .   W e i ,   " D e n s i t y ,   d i s t a n c e   a n d   e n e r g y   b a s e d   c l u s t e r i n g   a l g o r i t h m   f o r   d a t a   a g g r e g a t i o n   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w or k s , "   2 0 1 7   I E E E / C I C   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m mu n i c a t i o n s  i n   C h i n a   ( IC C C) ,   Q i n g d a o ,   2 0 17 ,   p p .   1 - 5.   [ 1 0]     J a y a s h r i   B .   S   a n d   G .   R .   R a o ,   " R e v i e w i n g   t h e   r e s e a r c h   p a r a d i g m   o f   t e c h n i q u e s   u s e d   i n   d a t a   f u s i o n   i n   W S N , "   2 0 1 5  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n s   T e c h n o l o g i e s   ( I C C CT ) ,   C h e n n a i ,   2 0 1 5 ,   p p .   8 3 - 88.   [ 1 1]     B . S .   J a y a s r i ,   G .   R a g h a v e n d r a   R a o ,   " F R DF :   Fr a m e w o r k   fo r   Re l i a b l e   D a t a   F u s i o n   t o   L e v e r a g e   C o m m u n i c a t i o n  P e r f o rm a n c e   i n   S e n s o r   N e t w o r k" ,   S o f t w a r e   E n g in e e r i n g   T r e n d s   a n d   T e c h n i q u e s   i n   I n t e l l i g e n t   S ys t e m s ,   p p .   1 1 - 2 2,   2017   [ 1 2]     K .   W a n g ,   H .   Ga o ,   X .   X u ,   J .   J ian g   a n d   D .   Yu e ,   " A n   E n e r g y - E f f i c i e n t   R e l i a b l e   D a t a   T r a n s m is si o n   S c h e m e   f o r  C o m p l e x   E n v i r on m e n t a l   M o n i t o ri n g   i n   U n d e r w a t e r   A c o u s t i c   S e n so r   N e t w o r k s , "   i n  I E E E   S e n s o r s   J o u r n a l ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 0 5 1 - 4 0 6 2 ,   J u n e 1 ,   2 0 16 .   [ 1 3]     J .   P .   B .   N a d a s ,   R .   D .   S o u z a ,   M .   E .   P e l l e n z ,   G .   B r a n t e   a n d   S .   M .   B r a g a ,   " E n e r g y   E f f i c i e n t   B e a c o n   B a s e d   S y n c h r o n i z a t i o n   f o r   A l a rm   D r i v en   W i r e l e s s  S e nso r   N e t w o r ks , "   i n  I E E E   S i g n a l   P ro c e s s i n g   L e t t e r s ,   v o l .   2 3 ,   n o .   3 ,   pp .   336 - 3 4 0 ,   M a r c h   2 0 1 6   [ 1 4]     H .   A l sh a h e e n   a n d   H .   T a k r u r i - R i zk ,   " E n e r g y   S a v i n g   a n d   R e l i a b i l i t y  f o r   W i r e l e s s   B od y   S e n s o r   N e t w or k s   (W BS N ) , "  i n  I E E E   A c c e s s ,   v o l .   6 ,   p p .   1 6 6 7 8 - 1 6 6 9 5 ,   2 0 1 8   [ 1 5]     F .   D o b s l a w ,   T .   Z h a n g   a n d   M .   G i d l u n d ,   " E n d - to - E n d   R e l i a b i l i t y - A w a r e   S c h e d u l i n g   f o r   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t wo r ks , "  i n   I E E E   T r a n s a cti o n s   o n   I n d u s tr ia l   I n f o r m a t i c s ,   vo l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   758 - 7 6 7 ,   A p r i l   20 1 6 .   [ 1 6]     D .   F e r n a n d e s ,   A.   G .   F e r r e i r a ,   R .   A b r i s h am b a f ,   J .   M e n d e s   a n d   J .   C a b r a l ,   " A   L o w  T r a f f i c   O v e r h e a d   T r a n s m i ss i o n   P o w e r   C o n t r o l   fo r   W i r e l e ss   B o dy  A r e a   N e t w o r ks , "   i n   I E E E   S e nso r s   J o u r n a l ,   v o l .   1 8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 30 1 - 1 3 1 3 ,   F e b . 1 ,   1   2018   [ 1 7]     F .   D e n i s   M e n d on c a   O l i v e i r a ,   R .   S o a r e s   S e m e n te,   J .   D o o l a n   F e r n a n d e s ,   T .   A u g u s t o   C o r r e i a   M e l o   a n d   A .   O r t i z   S a l a z a r ,   " S E R E E :   A n   E n e r g y - E f f i c i e n t   W i r e l e s s  S e n s or   N e t wo r k  E m b e d d e d   S y s t e m   t o   b e   A p p l i e d   o n   P l u n g e r   L i ft   O i l   E l e v a t i o n   M e t h o d , "   i n   I E E E   L a t i n   A m e r i c a   Tr a n sa c t i o n s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 8 7 - 1 1 9 7 ,   A p r i l   20 1 5 .   [ 1 8]     J .   Z h u ,   Y .   Z o u   a n d   B .   Z h e n g ,   "P h y s i c a l - L a ye r   S e c u r i t y   a n d   R e l i a b i l i t y  C h a l l e n g e s   f o r   I nd u s t r i al  W i r e l e s s   S e n so r   N e t w o r ks , "   i n   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   5 ,   p p .   5 3 1 3 - 5 3 2 0,   2 0 1 7   [ 1 9]     A .   E .   Z o n o u z ,   L .   X i n g ,   V .   M .   V o k k a r a n e   a n d   Y .   L .   S u n ,   " R e l i a b i l i t y - O r i e n t e d   S i n g l e - P a t h   Ro ut i n g   P r o t o c o ls   i n  W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks , "   i n   I E E E   S e n s o r s   J o u rn a l ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 0 5 9 - 4 0 68 ,   N o v .   2 0 1 4 .   [ 2 0]     T .   W a n g   e t   a l . ,   " F o g - B a s e d   E va l u a t i o n   A p p r o a c h   f o r   T r u s t w o rt h y   C o m m u n i c a tio n   i n   S e n s or - Cl o u d   S y s t e m , "   i n   I E E E   C o m m un i c a t i o n s   L e t t e r s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 5 3 2 - 2 5 3 5 ,   N ov .   2 0 1 7   [ 2 1]     H .   K .   D e v a   S a r m a ,   R .   M a l l   a n d   A .   K a r ,   " E 2 R 2 :   E n e r g y - E f f i c i e n t   a n d   R e l i a b l e   R o u t i n g   f o r   M o b i le  W i r e l e s s   S e n so r  N e t w o r ks , "   i n   I E E E   S y s t e m s   J o u rn a l ,   v o l .   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   6 0 4 - 6 1 6 ,   J u n e   2 0 1 6 .   [ 2 2]     H .   Q .   Q a d o r i ,   Z .   A .   Z u k a r n a i n ,   Z .   M .   H a n a p i   a n d   S .   S u b r am a n i a m ,   " F uM AM :   F u z zy - B a s e d   M o b i l e   A g e n t   M i g r a t i o n  A p p r o a c h   f o r   D ata   G a t h e r i n g   i n   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks , "   i n   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   6 ,   p p .   1 5 6 4 3 - 1 5 65 2 ,   2 0 1 8   [ 2 3]     R .   P r a b h a ,   M .   V.   R a m e s h ,   V .   P .   R a n g a n ,   P .   V .   Us h a k um a r i   a n d   T .   H e m a l a t h a ,   " E n e r g y   E f f i c i e n t   D a t a   A c q u i s i t i o n  T e c h n i q u e s   U s i ng   C o n t e x t   A w a r e   S e n s i n g   f o r   L a n d s l i d e   M o n i t o r i ng   S y s t e m s , "   i n   I E E E   S e n s o r s   J o ur n a l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 8 ,   p p .   6 0 0 6 - 6 0 18 ,   S e p t . 1 5 ,   1 5   2 0 1 7 .   [ 2 4]     G .   H a n ,   L .   L i u ,   J .   J i a n g ,   L .   Sh u   a n d   G .   H a nc k e ,   " A n a l y s i s   o f   E n e r g y - E f f i c i e n t   C o n n e c t e d   T a r g e t   C o v e r a g e   A l g o r i t h m s   f o r   In d u s t r i a l   W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w ork s , "   i n  I E E E   Tr an s a c t i o n s  o n   In du s t r i a l   In f o rm a t ics ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1,   p p .   1 3 5 - 1 4 3 ,   F e b.   2 0 1 7 .   [ 2 5]     H .   F e n g   a n d   J .   D o n g ,   " R e l i a b i l i t y   a n a l y s i s   f o r   W SN   b a s e d   o n   a   m o d u l a r   k - out - of - n   s y s t e m , "   i n   J o u r n a l   o f   S y s t e m s  E n g i n e e r i n g   a n d   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   2 ,   p p .   4 0 7 - 4 1 2 ,   A p r i l   2 0 17 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       An alyti cal Model li ng   of P ow er Eff ic ie nt Reli ab le   Op e ra ti on  of .. . ..    ( Jay asri  B. S. )   4645   [ 2 6]     A .   S .   E l s a f r a w e y,   E .   S .   H a s s a n   a n d   M .   I .   D e s s o u k y ,   " C o o p e r a t i v e   h y b r i d   s e l f - h e a l i n g   s c h e m e   f o r   s e c u r e   a n d   d a t a   r e l i a b i l i t y  i n   u n a t t e n d e d   w i r e l e s s   se n s o r   n e t w o r ks , "  i n   I E T   I n f o r m a t io n   S e c u r i t y ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   p p .   2 2 3 - 2 3 3 ,   7   2 0 1 5 .   [ 2 7]     G .   C a m p o b e l l o ,   A .   L e o n a r d i   a n d   S .   P a l a z z o ,   " Im pr o v i n g   E n e r g y   S a v i n g   a n d   R e l i a b i l i t y   i n   W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w or k s   U s i n g   a   S im p l e   CRT - B a s e d   P a ck e t - F o r w a r d i n g  S o l u t i o n , "   i n   I E EE/ A C M   T r a n s a c tio n s   o n   N e t w o r ki n g ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 1 - 2 0 5 ,   F e b.   2 0 1 2 .   [ 2 8]     M .   D o n g ,   K .   Ot a ,   A .   L i u   a n d   M .   G u o ,   " J o i n t  O p t i m i z a t i o n   o f  L i f e t i m e   a n d   Tr a n s p o r t   D e l a y   u n d e r   R e l i a b i l i t y  C o n s t r a i n t   W i r e les s   S e ns o r   N e t w o r k s , "   i n   I E E E   T r a n sa c t i o n s   o n   P a r a l l e l   a n d   D i s t ri b u t e d   S y s t e m s ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   225 - 2 3 6 ,   J a n .   1   2 0 1 6 .   [ 2 9]     X .   L i u ,   N .   X i o n g,   W .   L i   a n d   Y .   Xi e ,   " A n   O p t im i z a t i o n   S c h e m e   of   A d a p t i v e   D y n a m i c   E n e r g y   C o n s u m p t i o n   B as e d   o n  J o i n t   N e t w o r k - Ch a n n e l   C o d i n g   in   W i r e l e ss   S e n so r   N e t w or k s , "  i n  I E E E   S e n s or s  J o u r n a l ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   p p .   51 5 8 - 5 1 6 8 ,   S e p t .   2 0 1 5 .   [ 3 0]     J .   L o n g ,   M .   D on g ,   K .   O t a ,   A .   L i u   a n d   S .   H a i ,   " R e l i a b i l i t y   g u a r a n t e e d   e f f i c i e n t   d a t a   g a t h e r i n g   i n   w i r e l e s s  s e ns or   n e t w o r k s , "   i n   I EEE   A c c e s s ,   v o l .   3 ,   p p .   4 3 0 - 4 4 4 ,   2 0 1 5   [ 3 1]     J .   M .   P a k ,   C .   K .   A h n ,   Y .   S .   S h m a l i y  a n d   M .   T .   L i m ,   " I m p r o v i n g   R e l i a b i l i t y  o f   P a r t i c l e   F i l t e r - B a s e d   L o c a l i z a t i o n   i n   W i r e l e s s   S e n so r   N e t w o r ks   v i a   Hyb r i d   P a r t i c l e / F I R   F i l t e r i n g , "   i n   IE E E   T r a ns a c t i o n s   o n  I n d us t r i a l   I n f o r m a t i c s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 8 9 - 1 0 9 8 ,   O c t .   2015.   [ 3 2]     B . S .   J a y a s r i ,   G .   R a g h a v e n d r a   R a o ,   " R a E SS :   R e l i a b l e - a n d - E f f i c i e n t   S t a t i s t i c a l   S p re a d i n g   D a t a   F us io n   M e c h a n i sm   in  W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k " ,   S of t wa r e   E n g i n e e r i n g   T r e n d s   a n d   T e c h n i q u e s   i n   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s ,   C So C ,   p p .   3 0 9 - 3 1 6 ,   2017   [ 3 3]     L u o ,   H . ,   T a o ,   H . ,   M a ,   H . ,   &   D a s ,   S .   K .   ( 2 0 1 1 ) .   D ata   f u s i o n   w i t h   d e s i r e d   r e l i a b i l i t y  i n   w i r e l e s s   s e ns o r  n e t w o r k s .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P a r a l l e l   a n d   D i s t r i b u t e d   S y s t e m s ,   2 2 ( 3 ) ,   5 0 1 - 513.   [ 3 4]     Z h a n g ,   K . ,   L i ,   C . ,   &   Z h a n g ,   W .   ( 2 0 1 3 ) .   W i r e l e ss   s e n s o r   d a t a   f u s io n   a l g o r i t h m   b ase d   o n   t h e   s e n s o r  s c h e d u l i n g   a n d   b a t c h   e s t i m a t e .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   F u t u r e   C o m p u t e r   a n d   C o m m u n i c a t i o n ,   2 ( 4 ) ,   3 3 3 .       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS        Ja y asri   B.   S.  is  cur ren t l y   workin g  as  an  A ss oci at e  Profess or  in  t he  depa rtment  o f  CS &E ,   The  Nati ona l  Instit ut iona l  of  Engi ne eri ng,   and  M y su ru.   She  obta ine d   her   M.t ec h  deg ree   in  (2006)  from   Visvesvara y a  Te chn ical  Univer sit y ,   B el g au m .   She  is  cur ren tly   pursuing  h er  Ph.D.,   and  her   are a   of  in te r est   inc lud es  W ireless  Sensor  Networks,  W ire l ess  Com m unic at ion,   Com pute r   Networks,  O per at ion al   R ese ar ch   and  S y stem Sim ula ti on   Model in g.         G  Ragha vendr a  Rao   took  his  BE   ME  and  PhD   degr ee s  from   UO M,  IISC,  Bangal ore   and  UO M  respe ctively .   Aft er  serving  as  As st.  Engi ne er  (Jag uar   Projec t)  at   H AL,   Bangalore   f or  4  y e ars,   he   joi ned  NIE  as  a   fac ulty   in  June   1983.   He  was  the   first  fac u lty   of  the   depa r tment  of  Com pute r   Scie nc e  &  Engg . ,   and  was  responsible   for  the   esta bli shm ent   of   the   depa rtment ,   fac iliti es  and   La bora tori es  of   CS ,   IS  and  MC A  depa rtments  i n  NIE.   He   beca m e  As st.  Profess or  in  Janua r y   1990  and  Profes sor  of  CS E  in  J anua r y   1995   res pec t ive l y .   He  w as  Princi p al   (I /C )  of  NIE  from  Marc h  2004  to  April  2008.   He  was  al so  the   founde r  Princi pa l  of  NIE  Instit ute  of  Te chnol og y   from   Jul y   2008   t o  Octobe r   2010.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.