Simsiz sensor şəbəkələrində marşrutlaşdırma alqoritmləri adətən daha yaxşı qərar vermək üçün qonşu düyünlərin enerji vəziyyətini, növbə uzunluğunu, bağlantı keyfiyyətini və ya şəbəkə topologiyasını paylaşır. Bu məlumat mübadiləsi qərar keyfiyyətini artıra bilər; lakin batareya ilə işləyən sensorlarda nəzarət paketləri də enerji sərf edir, simsiz kanalı məşğul edir və protokol mürəkkəbliyini artırır. Bu tədqiqat daha sərt bir problemi araşdırır: Adi sensor düyünləri marşrutlaşdırma üçün heç bir əlavə nəzarət paketi göndərmədən və tətbiq məlumat paketlərinə öyrənmə üçün xüsusi sahələr əlavə etmədən, qlobal məlumata əsaslanan marşrutlaşdırma davranışına nə dərəcədə yaxınlaşa bilər?

Bu məqsədlə müəlliflər PassiveTD-ZC adlı yerli müşahidəolunan marşrutlaşdırma protokolu hazırlayırlar. “ZC”, ordinary-node zero-control məhdudiyyətini ifadə edir: sink HELLO mesajı yayımlaya bilər, lakin adi düyünlər HELLO, RREQ/RREP, enerji bildirişi, növbə bildirişi və ya öyrənmə nəzarət paketi göndərmir. Marşrutlaşdırma qərarı əvəzində düyünün öz enerji və növbə vəziyyəti, RSSI, PHY/MAC geribildirimi, passiv dinləmə, qonşu fəaliyyəti, etibar, istiqamət sübutu və paketin növbəti düyün tərəfindən həqiqətən yenidən ötürüldüyünü göstərən forward-confirmation məlumatından öyrənilir.

Nəzəri təhlil yerli qərar prosesini POMDP kimi müəyyənləşdirir və yerli müşahidənin bütün qlobal şəbəkə vəziyyətini yenidən qurduğunu iddia etmir. Daha dar və qərar baxımından mənalı nəticə hədəflənir: Yerli müşahidələr, növbəti atlama seçiminin gələcək faydasını müəyyən edən məlumatın böyük hissəsini qoruya bilirmi? Lokallıq, müşahidə yetərliliyi, TD öyrənmə xətası və faydanın ayrışdırılması ilə bağlı açıq fərziyyələr altında mənbə bu yanaşma üçün şərti performans sərhədləri çıxarır.

On fərqli təsadüfi toxumla aparılan sabit-güc təcrübələrində PassiveTD-ZC sıx kiçik şəbəkədə qlobal məlumatdan istifadə edən sınaq evristikasına yaxın PDR təmin edir. Orta ölçülü şəbəkədə Beacon-ETX ilə oxşar PDR yaradarkən daha az ümumi enerji və sıfır adi-düyün nəzarət ötürmə enerjisi sərf edir. Buna qarşılıq seyrək və uzun-atlamalı topologiyalarda passiv məlumatın gec və ya yetərsiz yaranması performans itkisini böyüdür. Buna görə tədqiqat sıfır-nəzarətli yerli öyrənməni universal marşrutlaşdırma həlli kimi deyil, nəzarət trafikinin bahalı olduğu və passiv sübutun kifayət qədər zəngin olduğu şəbəkələr üçün şərti yanaşma kimi təqdim edir.

Şəbəkə modeli və “sıfır nəzarət” məhdudiyyəti

Şəbəkə ikiölçülü

\[ \Omega=[0,L_x]\times[0,L_y] \]

sahəsinə yerləşdirilmiş bir sink və \(N\) adi sensor düyünündən ibarətdir. Adi düyünlər sink kimliyini bilir; lakin marşrutlaşdırma qərarlarında öz koordinatlarını, sink koordinatını, qonşuların koordinatlarını və ya qlobal topologiyanı istifadə etmir.

Tətbiq paketləri çoxatlamalı şəkildə sink-ə daşınır. Paketlərdə praktik şəbəkənin onsuz da tələb etdiyi source ID, destination ID, mövcud MAC göndəricisi, next-hop qəbuledicisi, packet ID, TTL və payload uzunluğu kimi sahələr ola bilər. Buna qarşılıq qonşunun enerji səviyyəsini, növbə uzunluğunu, sink-hop təxminini, koordinatı və ya öyrənmə vəziyyətini daşıyan xüsusi sahə əlavə edilmir.

Sink-in periodik HELLO mesajı yayımlamasına icazə verilir. Lakin adi düyünlər bu mesajları yalnız qəbul edir; yenidən yayımlamır. Buna görə “zero-control” ifadəsi şəbəkədə ümumiyyətlə nəzarət məlumatının olmaması demək deyil. Dəqiq mənası, adi düyünlərin əlavə marşrutlaşdırma nəzarət paketi ötürməməsidir.

PassiveTD-ZC Hansı Məlumatlardan İstifadə Edir?

PassiveTD-ZC qonşuların gizli və ya qlobal vəziyyətini birbaşa istəmək əvəzinə normal məlumat trafikinin yaratdığı yerli sübutlardan öyrənir. Öyrənmə vəziyyəti; yerli enerji və növbə səviyyəsi, paket TTL səviyyəsi, etibar, passiv istiqamət sinfi, RSSI əsaslı bağlantı keyfiyyəti, forward-confirmation və qonşu fəaliyyəti komponentlərindən ibarətdir.

Düyün \(i\)-nin namizəd qonşu \(j\) üçün istifadə etdiyi vəziyyət mənbədə

\[ s_{ij}(t)= \left( e_i,\, q_i,\, \tau_p,\, T_{ij},\, D_{ij},\, L_{ij},\, F_{ij},\, A_{ij} \right) \]

kimi müəyyənləşdirilir.

Bu vəziyyət vektorunda koordinat, sink məsafəsi, qlobal topologiya, qonşunun həqiqi qalan enerjisi və ya həqiqi növbə uzunluğu yoxdur.

Passiv istiqamət məlumatı necə yaranır?

İstiqamət sinfi həndəsi bucaq deyil. Bir qonşu birbaşa sink-ə paket ötürərkən eşidilibsə, ən güclü irəliləyiş sübutuna malik olur. Qonşu, əvvəllər sink istiqamətində irəlilədiyi bilinən başqa düyünə paket ötürürsə, dolayı irəliləyiş sübutu yaranır. Qonşu aktivdir, lakin sink istiqamətində irəliləyiş sübutu yoxdursa daha zəif sinfə; aktiv deyilsə və ya istifadə edilə bilən məlumat yoxdursa ən aşağı prioritetli sinfə yerləşdirilir.

Bu mexanizm koordinatları bilmədən nisbi marşrutlaşdırma qradienti yaratmağa çalışır. Lakin bu qradientin yaranması üçün şəbəkədə müşahidə oluna bilən məlumat trafiki olmalıdır.

Forward confirmation niyə vacibdir?

Düyün \(i\), paketi \(j\)-yə göndərdikdən sonra eyni packet ID-nin \(j\) tərəfindən yenidən ötürüldüyünü passiv şəkildə eşidərsə, forward-confirmation yaranır. Beləliklə yalnız bağlantının \(i\rightarrow j\) hissəsinin uğurlu olduğu deyil, paketin həqiqətən növbəti mərhələyə keçdiyi barədə də yerli sübut yaranır.

Bu mexanizm xüsusi öyrənmə sahəsi tələb etmir; mövcud packet ID ilə MAC göndərici/qəbuledici məlumatı kifayətdir.

Yerli Müşahidə Qlobal Şəbəkə Vəziyyətini Əvəz Edə Bilərmi?

Ümumi halda xeyr. Tədqiqat düyünün yerli müşahidələrindən bütün qlobal şəbəkə vəziyyətini çıxardığını iddia etmir. Nəzəri nəticə daha məhduddur: Müəyyən lokallıq və təxmini-yetərlilik şərtləri altında yerli müşahidə, mövcud next-hop qərarının gələcək faydasını müəyyən edən məlumat baxımından qlobal vəziyyətə yaxınlaşa bilər.

Qlobal MDP və yerli POMDP fərqi

Qlobal şəbəkə vəziyyəti

\[ S_t=(E_t,Q_t,L_t,C_t,P_t,G_t) \]

ilə göstərilir. Burada bütün şəbəkənin enerjiləri, növbələri, bağlantı/kanal vəziyyətləri, MAC rəqabət vəziyyəti, paket vəziyyətləri və bağlantı qrafı yer alır.

Qlobal məlumata sahib mərkəzləşdirilmiş marşrutlaşdırma problemi Markov qərar prosesi kimi

\[ \mathcal M= \langle \mathcal S,\mathcal A,P,R,\gamma \rangle \]

göstərilə bilər.

Adi düyün isə \(S_t\)-ni görə bilmir. Yalnız

\[ O_i(t)=Z_i(S_t) \]

yerli müşahidəsinə malikdir. Buna görə düyün \(i\)-nin qərar problemi POMDP-dir.

Qərarla əlaqəli məlumat dəyişəni

Mənbə namizəd next-hop \(j\) üzərindən marşrutlaşdırma edildikdə yaranacaq diskontlaşdırılmış gələcək marşrutlaşdırma faydasını

\[ Y_{ij}(t) \]

ilə göstərir. Bu kəmiyyət çatdırılma mükafatı, enerji xərci, gecikmə və itki/yenidən ötürmə xərcinin diskontlaşdırılmış cəmini təmsil edir.

Qlobal siyasət

\[ Q_i^G(s,j) = \mathbb E [ Y_{ij}(t)\mid S_t=s ] \]

dəyərindən istifadə edə bildiyi halda, yerli siyasət yalnız

\[ Q_i^L(o,j) = \mathbb E [ Y_{ij}(t)\mid O_i(t)=o ] \]

dəyərinə çıxış əldə edir.

Buna görə mənbə bütün şəbəkə vəziyyətinin nə qədərinin itirildiyini deyil, aşağıdakı şərti qarşılıqlı məlumatı mərkəzə qoyur:

\[ I\!\left( Y_{ij}(t);S_t\mid O_i(t) \right). \]

Bu dəyər kiçikdirsə, \(S_t\)-də olan və next-hop qərarına həqiqətən fayda verən məlumatın mühüm hissəsi \(O_i\) daxilində qorunub.

Yerli Markov blanket

Tədqiqat next-hop faydasının əsasən düyünün öz enerji/növbə vəziyyəti, fiziki bağlantı, yerli MAC rəqabəti, yaxın keçmiş və qonşunun passiv davranış sübutu ilə müəyyənləşdiyini fərz edən local routing Markov blanket müəyyən edir.

Lokallıq xətası \(\epsilon_{\mathrm{loc}}\), uzaq düyünlərdəki növbələr, gizli terminallar və ya uzaq rəqabət kimi bu yerli örtüyün izah edə bilmədiyi təsirləri təmsil edir. Müşahidə xətası \(\epsilon_o\) isə həqiqi yerli vəziyyətin RSSI, etibar, istiqamət sinfi və digər məhdud göstəricilərlə təmsil olunmasından doğan itkini ifadə edir.

Mənbə iki xəta komponentini

\[ \epsilon_I=\epsilon_o+2\epsilon_{\mathrm{loc}} \]

şəklində birləşdirir və qərar-fayda paylanmasının qlobal və yerli məlumat altındakı fərqini ümumi variasiya məsafəsi ilə məhdudlaşdırır.

Məlumat-nəzəri sərhəd

\(Y_{ij}\) faydası \(K\) səviyyəyə diskretləşdirildikdə, mənbə

\[ I(\overline Y_{ij};S_t\mid O_i) \leq h_2(\epsilon_I) + \epsilon_I\log(K-1) \]

sərhədini əldə edir. Burada \(h_2\) ikili entropiya funksiyasıdır.

Bunun nəticəsi olaraq yerli müşahidənin saxladığı qərarla əlaqəli məlumat

\[ I(\overline Y_{ij};O_i) \geq I(\overline Y_{ij};S_t) - \left[ h_2(\epsilon_I) + \epsilon_I\log(K-1) \right] \]

ilə aşağıdan məhdudlaşdırılır.

Bu bərabərsizliklərin mənası “yerli məlumat qlobal məlumatın eynisidir” deyil. Mənası budur ki, \(\epsilon_I\) kiçik olduqda yerli vəziyyət next-hop faydasına dair qlobal məlumatın böyük hissəsini qoruya bilər.

Tədqiqatın Metodu və Tapıntıları

Passiv müşahidənin yaranma ehtimalı

Yerli sıfır-nəzarət yanaşmasının uğuru məlumat trafikinin həqiqətən müşahidə yaratmasından asılıdır. Mənbə \(W\) uzunluqlu müşahidə pəncərəsində faydalı passiv hadisələrin sayını təxmini götürərək heç bir müşahidə əldə edilməməsi ehtimalını

\[ P\{N_{ij}(W)=0\} = \exp(-\lambda_{\mathrm{eff}}p_{\mathrm{oh}}W) \]

şəklində verir.

Ən azı bir faydalı passiv müşahidənin mövcud olma ehtimalı isə

\[ P_{\mathrm{obs}}(W) = 1- \exp(-\lambda_{\mathrm{eff}}p_{\mathrm{oh}}W) \]

olur.

Burada \(\lambda_{\mathrm{eff}}\) faydalı ətraf trafik sürətini, \(p_{\mathrm{oh}}\) isə müvafiq ötürmənin passiv şəkildə eşidilmə ehtimalını təmsil edir. Buna görə məlumat trafiki və passiv dinləmə imkanı artdıqca müşahidə yetərliliyi yaxşılaşa bilər; şəbəkə çox səssizdirsə və ya yollar uzundursa məlumatın toplanması ləngiyir.

Qlobal və yerli next-hop dəyərləri arasındakı sərhəd

Faydanın

\[ 0\leq Y_{ij}\leq Y_{\max} \]

olduğu halda mənbə

\[ |Q_i^G(s,j)-Q_i^L(o,j)| \leq 2Y_{\max}\epsilon_I \]

nəticəsini çıxarır.

TD öyrənicisinin əlavə olaraq

\[ |\widehat Q_i(o,j)-Q_i^L(o,j)| \leq \epsilon_{\mathrm{TD}} \]

xətası varsa

\[ |Q_i^G(s,j)-\widehat Q_i(o,j)| \leq 2Y_{\max}\epsilon_I+\epsilon_{\mathrm{TD}} \]

əldə edilir.

Bu, protokolun nəzəri mərkəzlərindən biridir: Yerli marşrutlaşdırma performansındakı fərq yalnız “RL yaxşıdırmı, pisdirmi?” sualından deyil, müşahidənin nə qədər məlumat itirdiyindən və öyrənicinin bu yerli dəyəri nə qədər düzgün təxmin etdiyindən asılıdır.

Fayda ayrışdırma sərhədi

Qlobal biraddımlıq şəbəkə faydası mənbədə çatdırılma uğuru, ümumi enerji, gecikmə və itki xərcinin birləşməsi kimi müəyyən edilir. Yerli protokol bunun əvəzinə düyün əsasında yerli faydaların cəmini optimallaşdırır.

Həqiqi qlobal fayda ilə yerli faydaların cəmi arasındakı qalıq

\[ |\Delta(S_t,A_t)|\leq\epsilon_U \]

ilə məhdudlaşdırıla bilirsə, qlobal optimum və ayrışdırılmış yerli optimum arasındakı diskontlaşdırılmış performans fərqi

\[ J_U(\pi_G^\star) - J_U(\pi_L^\star) \leq \frac{2\epsilon_U}{1-\gamma} \]

olur.

Ümumi siyasət performansı sərhədi

Tədqiqat müşahidə, lokallıq, TD təxmini və faydanın ayrışdırılmasını birləşdirərək aşağıdakı şərti nəticəni verir:

\[ \boxed{ J_U(\pi^\star_{\mathrm{global}}) - J_U(\pi_{\mathrm{local}}) \leq \frac{ 4Y_{\max}(\epsilon_o+2\epsilon_{\mathrm{loc}}) + 2\epsilon_{\mathrm{TD}} + 2\epsilon_U }{ 1-\gamma } } \]

Bu düstur PassiveTD-ZC-nin niyə sıx və məlumat baxımından zəngin şəbəkələrdə qlobal marşrutlaşdırmaya yaxınlaşa bildiyini, lakin seyrək/uzun yol şəbəkələrində fərqin niyə böyüyə biləcəyini eyni riyazi çərçivədə izah edir.

PassiveTD-ZC Marşrutlaşdırma Qərarını Necə Verir?

Hər namizəd qonşu üçün öyrənilmiş TD dəyəri, bağlantı keyfiyyəti, forward-confirmation, etibar və fəaliyyətə müsbət töhfələr; passiv təxmin edilən hop xərci və yaxın keçmişdəki kanal uğursuzluqlarına mənfi töhfələr verən skor hesablanır. Ən yaxşı qonşunun skoru kifayət qədər yüksək deyilsə və paketin TTL/növbə vəziyyəti imkan verirsə, düyün paketi müvəqqəti olaraq gözlədə bilər.

Namizəd qonşu skoru mənbədə

\[ S_{ij}(t) = w_VV_{ij}(t) + w_LL_{ij}(t) + w_FF_{ij}(t) + w_TT_{ij}(t) + w_AA_{ij}(t) - \lambda_h\widehat h_{ij}(t) - C_{ij}(t) \]

kimi verilir.

TD dəyəri isə yerli olaraq

\[ V_{ij}(t+1) \leftarrow (1-\alpha)V_{ij}(t) + \alpha \left[ r_{ij}(t) + \gamma\max_k V_{jk}(t) \right] \]

şəklində yenilənir.

Mükafat funksiyası uğurlu ötürməni və təsdiqlənmiş sink istiqamətində irəliləyişi mükafatlandırır, uğursuz ötürmə, lazımsız təkrar və köhnəlmiş məlumatla gözləmə kimi davranışları isə cəzalandırır.

Gözləmə əməliyyatının rolu

PassiveTD-ZC-nin hərəkət fəzasında yalnız qonşular yoxdur; \(\varnothing\) ilə göstərilən gözləmə əməliyyatı da mövcuddur. Düyün etibarlı istiqamət sübutu tapa bilmədikdə paketi dərhal zəif bağlantıya göndərmək əvəzinə növbədə saxlaya bilər.

Lakin gözləmə məhdudiyyətsiz deyil. TTL azalarsa və ya növbə dolmağa yaxınlaşarsa, düyün istiqamət məlumatı zəif olsa belə ən yaxşı mövcud qonşudan istifadə edə bilər. Bu mexanizm başlanğıc mərhələsində lazımsız cəhdləri azaltmağı hədəfləyir, lakin uzun-atlamalı şəbəkələrdə həddindən artıq gözləmə PDR-ni aşağı sala bilər.

Sabit-güc təcrübə dizaynı

Tədqiqatın mühüm metodoloji seçimlərindən biri bütün ssenarilərdə eyni fiziki radio modelinin istifadə edilməsidir. Orta qəbul olunan güc

\[ P_{\mathrm{rx}}(d) = P_{\mathrm{tx}} + G_0 - 10\alpha\log_{10}(d/d_0) + X_\sigma \]

ilə modelləşdirilir.

Paketin uğur ehtimalı isə yumşaq keçid funksiyası kimi

\[ p_{\mathrm{succ}}(d) = \frac{1}{ 1+\exp\{-\kappa[P_{\mathrm{rx}}(d)-P_{\mathrm{th}}]\} } \]

formasındadır.

Nominal rabitə radiusu

\[ p_{\mathrm{succ}}(R_{50})=0.5 \]

şərti ilə müəyyənləşdirilir və bütün ssenarilərdə təxminən

\[ R_{50}\approx50\ \mathrm m \]

saxlanılır.

Beləliklə “çətin ssenaridə protokola daha böyük radio diapazonu vermək” kimi qarışdırıcı dəyişən istifadə edilmir. Şəbəkə ölçüsü düyün sayı, sahə, sıxlıq və topologiya dəyişdirilərək miqyaslanır.

Təcrübə ssenariləri

Ortaq əsas parametrlər arasında 0,02 saniyəlik slot, təxminən 5 saniyəlik məlumat yaratma intervalı, 4000 bit məlumat paketi, 200 bit sink HELLO mesajı və \(P_{\mathrm{tx}}=-4.1\) dBm sabit ötürmə gücü var. Nəticələr 10 təsadüfi toxum üzrə hesablanır.

Əsas PDR və enerji nəticələri

Təcrübələr PassiveTD-ZC üçün Hansı Şərtlərdə Üstünlük Göstərir?

Mənbə nəticələrinə görə ən güclü rejimlər sıx kiçik və orta miqyaslı şəbəkələrdir. SD30-da PassiveTD-ZC-nin PDR-si Beacon-ETX və sınaqdan keçirilmiş Global-Cost Heuristic ilə statistik olaraq əhəmiyyətli fərq göstərmir. M120-də PassiveTD-ZC ilə Beacon-ETX yenə PDR baxımından əhəmiyyətli şəkildə fərqlənmir; buna qarşılıq PassiveTD-ZC-nin ümumi enerji sərfi nəzərəçarpacaq dərəcədə aşağıdır və adi düyünlərin nəzarət-paketi ötürmə enerjisi sıfırdır.

SD30: Sıx şəbəkədə yerli məlumat yetərli olur

SD30-da PassiveTD-ZC:

• PDR: 0,7947 ± 0,0082
• AODV PDR: 0,7765 ± 0,0103
• Beacon-ETX PDR: 0,8002 ± 0,0085
• Global-Cost Heuristic PDR: 0,8002 ± 0,0085

PassiveTD-ZC ilə AODV arasındakı orta PDR fərqi +0,0182-dir və cütləşdirilmiş testdə \(p=0.0116\)-dır. PassiveTD-ZC ilə Beacon-ETX arasındakı fərq isə statistik olaraq əhəmiyyətli deyil.

Bu ssenaridə istiqamət qeydi nisbəti 0,960, naməlum istiqamət seçimi 0 və gözləmə nisbəti 0-dır. Mənbənin istifadə etdiyi əməliyyat məlumat-itkisi göstəricisi \(\widehat\epsilon_{\mathrm{obs}}\) yalnız 0,020-dir.

M120: Beacon-ETX-ə oxşar PDR, daha aşağı enerji

M120 nəticələri xüsusilə nəzarət xərci baxımından diqqətəlayiqdir:

• PassiveTD-ZC PDR: 0,4982 ± 0,0063
• Beacon-ETX PDR: 0,4972 ± 0,0049
• Global-Cost Heuristic PDR: 0,5264 ± 0,0059
• PassiveTD-ZC ümumi enerji: 4,1553 J
• Beacon-ETX ümumi enerji: 7,7203 J

PassiveTD-ZC ilə Beacon-ETX arasındakı PDR fərqi üçün \(p=0.7888\) bildirilərkən, qlobal evristik üsula qarşı qalan fərq əhəmiyyətlidir. Buna görə orta şəbəkə nəticəsi “yerli üsul qlobal məlumatın hamısını tutdu” kimi deyil, açıq ETX qradientinin saxlanmasının mühüm hissəsini passiv sübutla əvəz edə bildiyi şəklində oxunmalıdır.

Metod Hansı Şərtlərdə Zəifləyir?

Passiv istiqamət məlumatı seyrəkləşdikdə, yol uzandıqda, düyünün gözləmə nisbəti artdıqda və ya uzaq şəbəkə təsirləri yerli müşahidələrlə təmsil edilə bilmədikdə PassiveTD-ZC-nin üstünlüyü azalır. Mənbədə LH60 və LT120 nəticələri bu sərhədi açıq göstərir.

LH60 uzun-hop ssenarisi

LH60-da:

• PassiveTD-ZC PDR: 0,2575 ± 0,0062
• AODV PDR: 0,2993 ± 0,0084
• Beacon-ETX PDR: 0,2919 ± 0,0078
• Global-Cost Heuristic PDR: 0,3025 ± 0,0107

PassiveTD-ZC-nin gözləmə nisbəti 0,393, naməlum istiqamət seçimi 0,385 və əməliyyat məlumat-itkisi göstəricisi 0,398-dir. Bu dəyərlər sıx SD30 ilə müqayisədə passiv sübutun ciddi şəkildə zəiflədiyini göstərir.

LT120 ömür ssenarisi

LT120-də PassiveTD-ZC-nin PDR-si 0,3707, AODV-nin PDR-si 0,4123-dür. PassiveTD-ZC-nin gözləmə nisbəti 0,913-ə çatır. Yəni paketlərin çox böyük hissəsi kifayət qədər istiqamət etibarı yaranmadığı üçün ən azı müvəqqəti saxlanılır.

Bu davranış nəzarət paketlərindən yayınır; lakin etibarlılıq prioritet olduqda passiv məlumata tam asılı marşrutlaşdırma məhdudlaşdırıcı hala gələ bilər.

EL40 nəticəsi niyə ehtiyatla şərh edilməlidir?

Dar və uzun EL40 stres topologiyasında PassiveTD-ZC sınaqdan keçirilmiş AODV, Beacon-ETX, LEACH-M və Global-Cost Heuristic-dən daha yüksək PDR verir. Lakin paket başına ötürmə cəhdi olduqca yüksəkdir.

Mənbə bu nəticəni yerli məlumatın “həqiqi qlobal optimumdan daha yaxşı” olduğuna sübut kimi şərh etmir. Global-Cost Heuristic dinamik proqramlaşdırma optimumu deyil, müəyyən tək-kənar xərclərindən istifadə edən Dijkstra əsaslı evristikadır. Dar zəncir həndəsəsi PassiveTD-ZC-nin ardıcıl passiv təsdiq yaddaşına bu xüsusi ssenaridə üstünlük verib.

Passiv dinləmə qüsurlu olduqda nə baş verir?

Mənbə həmçinin passiv overhearing uğur ehtimalını 1,00-dan 0,50-yə endirən həssaslıq testi bildirir. SD30 və M120 PDR baxımından nisbətən sabit qalarkən, LH60-da əməliyyat məlumat-itkisi göstəricisi 0,398-dən 0,492-yə yüksəlir və PDR bir qədər azalır.

Bu nəticə nəzəri çərçivə ilə uyğundur: sıx şəbəkələrdə eyni istiqamət məlumatı üçün daha çox ehtiyat passiv sübut olduğu halda, seyrək uzun-hop şəbəkələrdə hər itirilən müşahidə daha qiymətlidir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Ordinary-node zero-control marşrutlaşdırma tamamilə məlumatsız marşrutlaşdırma deyil; mövcud məlumat trafikindən passiv məlumat yaradır.
• Yerli müşahidənin uğuru bütün qlobal şəbəkəni təmsil etməsinə deyil, qərarla əlaqəli next-hop faydasını kifayət qədər yaxşı təmsil etməsinə bağlıdır.
• Lokallıq və müşahidə xətaları kiçik olduqda yerli TD dəyəri qlobal məlumatla hesablanan next-hop dəyərinə yaxınlaşa bilər.
• Sıx və orta miqyaslı ssenarilərdə PassiveTD-ZC sınaqdan keçirilmiş nəzarət-əsaslı marşrutlaşdırma üsullarına rəqabətqabiliyyətli PDR təmin edə bilər.
• M120-də Beacon-ETX-ə oxşar PDR daha aşağı ümumi enerji və sıfır adi-düyün nəzarət ötürmə enerjisi ilə əldə edilib.
• Seyrək və uzun-hop rejimlərində passiv məlumat itkisi böyüyə bilər və AODV və ya qlobal məlumatdan istifadə edən üsullar daha etibarlı ola bilər.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi şərhlər

• PassiveTD-ZC-nin bütün WSN topologiyalarında ən yaxşı marşrutlaşdırma protokolu olduğu göstərilməyib.
• Yerli müşahidənin qlobal şəbəkə vəziyyətini tamamilə yenidən qurduğu sübut edilməyib.
• Global-Cost Heuristic həqiqi qlobal optimum deyil; mənbə bunu açıq şəkildə evristik istinad kimi müəyyənləşdirir.
• Simulyasiya nəticələri real avadanlıq və ya sahə yerləşdirməsi ilə doğrulanmayıb.
• Əsas təcrübələrdə passiv header overhearing üçün ideallaşdırılmış yüksək müşahidəolunma istifadə edilib.
• \(\widehat\epsilon_{\mathrm{obs}}\) nəzəri \(\epsilon_o\) və ya \(\epsilon_{\mathrm{loc}}\) dəyərinin birbaşa ölçüsü deyil; yalnız əməliyyat göstəricisidir.
• Beacon-ETX tam yetkin CTP/RPL tətbiqi deyil; sadələşdirilmiş açıq-qradient müqayisəsidir.
• Uzun-hop ssenarilərində PassiveTD-ZC üçün istifadə edilən xüsusi parametr tənzimləməsi bütün protokolların hər ssenari üçün optimallaşdırıldığı mənasına gəlmir.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal başlıq: Locally Observable Reinforcement Learning Routing for Ordinary-Node Zero-Control Wireless Sensor Networks

Müəlliflər: Wenxing Liao, Xiaofei Shi, Wenquan Li.

Corresponding author: Wenquan Li.

Qurum: School of Information Engineering, Shaoguan University, Shaoguan, China.

Mənbə növü: Nəzəri təhlil və şəbəkə simulyasiyasını birləşdirən tədqiqat preprinti.

PDF-dəki təqdim qeydi: “Preprint submitted to Computer Networks”, 13 İyun 2026.

SSRN təqdim tarixi: 18 İyun 2026.

Platforma: SSRN.

SSRN Abstract ID: 6963864.

DOI: 10.2139/ssrn.6963864.

Rəyçilik vəziyyəti: Mənbə PDF açıq şəkildə rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş preprint olduğunu bildirir.

Lisenziya/müəllif hüququ: SSRN qeydi “All rights reserved; no reuse allowed without permission” məlumatını verir. Bu Verianla mətni mənbənin cümlələrini və ya orijinal cədvəl/qrafik dizaynını yenidən yayımlamır; elmi faktları, riyazi əlaqələri və bildirilən təcrübə dəyərlərini müstəqil anlatım və yeni cədvəl quruluşu ilə izah edir.

Təcrübə növü: Avadanlıq/sahə təcrübəsi deyil, sabit-güc simsiz kanal modelinə əsaslanan simulyasiyadır.

Təkrar sayı: Əsas müqayisələr 10 toxumla aparılıb, PDR dəyərləri orta və %95 etibar intervalı ilə bildirilib.

Əsas müqayisələr: AODV, AODV-H, LEACH-M, Beacon-ETX, Global-Cost Heuristic və PassiveTD-ZC.

Maliyyələşmə: Mənbə Guangdong Provincial Characteristic Innovation Project for Regular Universities çərçivəsində “Research on Tobacco Aroma Quality Evaluation Based on Aroma Substance Data Analysis” adlı 2023KTSCX137 nömrəli layihənin dəstəyini bildirir.

Məlumat/kod əlçatanlığı: Məqalə supplementary materialda simulator mənbə kodu, ssenari konfiqurasiyası, seed siyahısı, protokol parametrləri və təhlil/fiqur skriptlərinin təqdim ediləcəyini bildirir. Bu Verianla mətni həmin əlavə materialın lisenziyasını əsas məqalənin lisenziyası ilə eyni hesab etmir.

Əsas məhdudiyyətlər: İdeallaşdırılmış packet-header overhearing; nəzəri xəta terminlərinin birbaşa ölçülməməsi; sadələşdirilmiş Beacon-ETX istinadı; sabit periodik trafik; lifetime ssenarisində Global-Cost Heuristic-in hesablama xərci səbəbi ilə kənarda saxlanması; uzun-hop tənzimləməsinin yalnız PassiveTD-ZC üçün tətbiq edilməsi.

Vizual yenidənqurma: Uyğundur. Orijinal Verianla sxemi sink, adi düyünlər, passiv overhearing, forward-confirmation, RSSI, sıfır nəzarət paketi və TD dəyər yenilənməsini eyni şəbəkədə göstərə bilər. Mənbə qrafiklərinin orijinal estetik quruluşu köçürülməməlidir.

Verianla Live / Live Figure: Uyğundur. Sabit parametrli animasiyada paket ötürülməsi, passiv istiqamət məlumatının yaranması, forward-confirmation və qonşu skorunun yenilənməsi göstərilə bilər. Yeni təcrübə nəticəsi və ya mənbədə olmayan PDR yaradılmamalıdır.