关键字 |
| 无线传感器网络中,数据包调度、实时、非实时数据等待时间、死锁、资源。 |
介绍 |
| 无线传感器网络(WSN)获得了一个伟大的价值和重要性由于其灵活性,实施成本便宜,移动性等传感器网络预计将在未来发挥越来越重要的作用尤其在监控和军事应用在大尺度上,它由小和廉价传感器节点内存有限,有限的计算能力,操作使用电池。传感器不能由一组传感器节点执行分布式传感和代理任务。传感器能感知环境信息和演员能够行动的环境。这些节点无线通信和动态监视和控制环境。现有的动态多级优先(DMP)的数据包调度方案对网络中传感器节点实际上是组织成一个层次结构。节点有相同的跳跃距离b被认为是位于同一层次的水平。处理数据包感觉到由各级节点使用TDMA方案例如,节点位于最低水平和一个水平上的最低水平可以分配时间槽1和2,分别。每个节点维护三个级别的优先级队列。这是因为我们的数据包进行分类,如果数据包实时优先级数据包然后放在第一优先队列。非实时远程数据包从低层节点收到的数据包被放在优先队列2和非实时当地感觉到在节点的数据包本身放在优先队列3。 Non-real-time data traffic with the same priority are processed using the shortest job first (SJF)scheduler scheme since it is very efficient in terms of average task waiting time but the a real-time task holds the resources for a longer period of time, other tasks need to wait for an undefined period time, causing the occurrence of a deadlock. This deadlock situation degrades the performance of task scheduling schemes in terms of end -to-end delay. Hence, we would deal with the circular wait and preemptive conditions to prevent deadlock from occurring. |
| 死锁是指协调和并发性问题,两个或两个以上的流程是无限期地等待一个共享资源的释放[2]。死锁问题涉及循环等待,一个或多个事务等待可用的资源,这些资源是反过来由一些其他事务阻塞直到第一个事务持有的资源被释放。[7]。死锁进程从未终止他们的死刑,他们持有的资源不可用任何其他过程。 |
| 死锁是一个不受欢迎的情况;一些僵局已经上市的后果: |
| •系统吞吐量的影响。 |
| •系统的性能。 |
| •僵局在实时应用中不惜任何代价并不可观。 |
| •整个或部分系统瘫痪。 |
| •利用相关资源减少为零。 |
| •僵局僵局持续时间增加。 |
| •僵局周期才终止自己正确地发现和解决。 |
| •没有任何进展 |
| 这些都是死锁的后果;让我们看一看一些资源分配系统中死锁发生的原因: |
| •缺乏系统资源。 |
| •一个不恰当的执行顺序的过程。 |
| •资源分配不当逻辑[7] |
| 死锁是一个非常不利的情况下,在死锁情况下整个系统或无限期的一部分仍然阻塞,不能终止它的任务。因此它是非常重要的开发有效的控制和调度算法来优化系统性能,同时防止死锁情况下.Basically必要发生死锁的四个条件称为Coffman条件[7],是: |
| 我。互斥条件:资源不能超过所使用的过程。 |
| 二世。保存等条件:流程已经持有资源可以请求新的资源。 |
| 三世。非抢占条件:没有资源可以强行从一个过程,拥有它,和资源只能发布明确的行动的过程。 |
| 第四。循环等待条件:两个或两个以上的进程形成循环链,每个进程等待资源链中的下一个过程。 |
| 本文提出了一种新的基于阈值的资源分配技术,将资源分配给请求的过程。拟议的技术减少了开销,避免死锁,保证不会发生死锁。然而,当死锁检测策略相比,它减少了系统中死锁发生的频率。提出的基于阈值技术提高了系统性能,减少死锁避免和恢复期间的开销. .拟议的技术还需要在到达账户和破裂时间的进程而给予的资源。 |
| 剩下的纸是组织如下:第二节说明了相关的工作,第三部分描述了该方法。第四部分阐述了我们的仿真结果。最后,论文结尾部分V。 |
二世。相关的工作 |
| 在本节中,我们定义以下术语和因素在设计中使用DMP数据包的调度方案。 |
一个。路由协议: |
| 为了提高能源效率和能源消耗的平衡以及传感器节点,我们设想使用基于zone的路由协议。在基于区域的路由协议中,每个区域由区域负责人(ZH型)和节点层次结构,基于跳数他们远离基站(BS)。例如,一跳两跳节点区域远离BS被认为是在1级和2级,分别。每个区也分为很多小方块以这样一种方式,如果一个传感器节点存在于广场S1,它涵盖了所有相邻的方块。因此,这个协议减少的概率网络中的任何传感洞[34]即使节点的邻近的广场没有任何传感器节点。 |
B。TDMA方案: |
| 执行任务或数据包调度在每个节点级别上使用TDMA方案和变长,每天播发或者刊登。数据传输节点通过节点b的最低水平的中级水平。因此,节点在中间和上部水平相比有更多的任务和处理需求低层节点。考虑这个观察,每天播发或者刊登在上层节点的长度设置为较高的值与低层的时隙长度节点。另一方面,实时时间和关键紧急应用程序应该阻止中间节点聚合数据,因为他们应该交付给最终用户提供一个最小的可能的延误。 |
C.Fairness: |
| 这个指标可以确保不同优先级的任务得到的最小等待时间进行基于任务的优先级的就绪队列。例如,如果任何低优先级任务等待很长一段时间连续的高优先级任务,公平定义了一个约束,允许低优先级任务处理后一定的等待时间。 |
D.Priority: |
| 实时和紧急数据应该有最高的优先级。非实时数据包的优先级分配是基于感知的位置和大小的数据。节点接收到的数据包的x级别节点有更高的优先级低于节点的数据包感觉到x本身。然而,如果是低优先级的实时观察到本地数据不能传播由于较高优先级的实时远程数据的不断到来,他们抢占低优先级数据包可以一定等待期后进行处理。然而,这些任务可以通过实时紧急任务被抢占。在两个相同的优先级数据包较小的大小的数据包有更高的优先级。 |
E。励志的例子: |
| 调度数据包在几个图2.1中展示了一个传感器节点的队列的数据包,感觉到在一个节点计划就绪队列中的水平。 |
| 在动态多级优先配屋计划,每个节点,除在最后区基于拓扑的虚拟层次水平的基础,有三个层次的优先级队列。实时数据包放入highestpriority队列,可以抢占其他队列的数据包。非实时数据包放入两个队列基于某一阈值的估计的处理时间。叶节点有两个队列实时和非实时数据包,因为他们没有收到来自其他节点的数据。 |
三世。提出的系统模型 |
| 摘要资源分配技术,将资源分配给请求的流程。系统认为m资源类型,即。,R1,R2,R3…Rm, with α1,α2,α3…αm instances of each type. Further, it consists of n independent processes P1,P2,P3…Pn where, each process Pi has the attributes(????, ????) that is the arrival and worst-case execution time respectively. The processes are assigned priority based on smallest execution time (Shortest job first, SJF). Several data structures are needed for maintaining the state of the resource allocation in the system; they can be defined as follows: |
| 我可用:m个元素的数组,表示实例的数量为每个资源类型可用。因此,可用(Rj),系统中可用的资源类型Rj数量。 |
| 二世。最大:一个二维数组n×m,定义每个流程的最大资源需求。如果麦克斯[我][j]等于k,然后处理π最多可以请求k资源类型Rj在其生命时间的实例。 |
| 三世。分配:二维数组n×m,定义了每种类型的资源数量目前分配给每一个过程。如果分配[我][j] = k,然后处理π目前分配k的资源实例类型? ? ? ?。 |
| 第四。需要:一个二维数组n×m,显示剩余的资源需要每个进程。如果需要[我][j] = k,然后处理πk可能需要多个实例的资源类型Rj完成其执行。它可以估计需要[我][j] =最大[我][j]分配[我][j] |
| v。阈值:m个元素的数组,表示最小数量的剩余资源至少有一个进程需要完成。如果阈值[j]等于k,那么进程至少有一个进程π最多需要k资源类型的实例Rj完成其执行。它可以作为阈值估计[j] =[需要[我][j]∀我= 1,2…n), 0] |
| vi。要求:一个二维数组n×m,表明资源的数量要求π在其执行过程。如果请求[我][j] = k,然后处理π请求k资源类型Rj当前执行的实例 |
| 七世。预检验:当事务在其前检查阶段只在队列和资源可用性检查事务启动时,它不会被检查是否所需的资源是免费的。 |
答:工作原理 |
| 提出了一种基于阈值技术的系统储备池阈值的资源以确保至少一个过程总是完成和减轻它所持有的所有资源。该技术只考虑请求过程细节以及系统数据结构的决定允许或不允许的资源导致等待时间的开销。图3.1基于提出的阈值的资源分配(TRA)技术架构可以说明如下:该方法处理资源分配技术,将资源分配给请求的流程。系统认为m资源类型,即。,R1,R2,R3…Rm, with α1,α2,α3…αm instances of each type. Further, it consists of n independent processes P1,P2,P3…Pn where, each process Pi has the attributes(????, ????) that is the arrival and worst-case execution time respectively. The processes are assigned priority based on smallest execution time (Shortest job first, SJF). Several data structures are needed for maintaining the state of the resource allocation in the system. |
第四绩效评估 |
| 仿真模型是使用C编程语言实现。它是用来评估提出的性能阈值为基础的资源配置,比较它对DMP数据包的调度方案。比较而言,是平均分组等待时间,和端到端数据传输延迟。 |
V.CONCLUSION |
| 在本文中,我们提出一个有效的数据包调度方案在无线传感器网络,以防止循环等待条件使用基于阈值的资源分配技术。如果一个实时任务拥有更长一段时间的资源,其他任务需要等待一个未定义的周期时间,导致死锁的发生。这死锁情况降解性能的任务调度方案的端到端延迟。因此,我们将处理循环等待和先发制人的条件,以防止死锁的发生,基于阈值的资源分配技术,专注于避免死锁,确保至少有一个进程总是必要的资源来完成。仿真结果表明,基于阈值的资源分配技术优于传统方案的数据等待时间和平均端到端延迟。 |
数据乍一看 |
|
|
|
|
|
引用 |
- g . Anastasi m .孔蒂和m . Di弗朗西斯科·“延长无线传感器网络的生命周期通过自适应睡眠,“IEEE反式。工业信息,5卷,。3、351 - 365年,2009页。
- 他,:Vaisla和特辛格vg算法:一种有效的分布式事务死锁预防机制使用管道方法”国际期刊《计算机应用(0975 - 8887)卷46 -号,2012年5月
- s . j . m . Yu夏侯,李x y”的调查研究在TinyOS任务调度机制,“无线Commun Proc。2008国际相依。,Netw。移动第一版。1 - 4页。
- n . Habermann”系统死锁的预防,“通讯。ACM, 12卷,没有。7日,页。373 - 377年、385年、1969年7月。
- n . Edalat w·肖,c . Tham e . Keikha和l . Ong“无线传感器网络的基于价格的自适应任务分配,“在Proc。2009年IEEE国际会议。移动Adhoc网络传感器系统。,888 - 893页。
- 尼达尔纳赛尔、LutfulKarim&TarikTalib“动态多级优先无线传感器网络的数据包调度方案”,IEEE反式无线通信,12卷。2013年4月4日
- 司令部霍尔特,“一些计算机系统死锁的属性”,ACM计算调查,4卷,没有。3,第196 - 179页,1972年9月
- 美国保罗,美国南帝,辛格,“动态能量平衡睡眠调度方案在异构无线传感器网络,“Netw Proc.2008 IEEE国际会议。,2008年,页1 - 6。
- TinyOS。2010年6月:http://webs.cs.berkeley.edu/tos访问。
|
菜单
