Simsiz sensor tarmoqlarida marshrutlash algoritmlari odatda yaxshiroq qaror qabul qilish uchun qo‘shni tugunlarning energiya holati, navbat uzunligi, ulanish sifati yoki tarmoq topologiyasi haqidagi ma’lumotni almashadi. Bunday ma’lumot almashinuvi qaror sifatini yaxshilashi mumkin; biroq batareyada ishlaydigan sensorlarda boshqaruv paketlari ham energiya sarflaydi, simsiz kanalni band qiladi va protokol murakkabligini oshiradi. Ushbu tadqiqot yanada qat’iyroq muammoni ko‘rib chiqadi: Oddiy sensor tugunlari marshrutlash uchun hech qanday qo‘shimcha boshqaruv paketini yubormasdan va ilova ma’lumot paketlariga o‘rganish uchun maxsus maydonlar qo‘shmasdan, global ma’lumotga asoslangan marshrutlash xatti-harakatiga qanchalik yaqinlasha oladi?

Shu maqsadda mualliflar PassiveTD-ZC deb nomlangan mahalliy kuzatiladigan marshrutlash protokolini ishlab chiqadilar. “ZC” ordinary-node zero-control cheklovini anglatadi: sink HELLO xabarini tarqatishi mumkin, biroq oddiy tugunlar HELLO, RREQ/RREP, energiya xabari, navbat xabari yoki o‘rganish boshqaruv paketini yubormaydi. Marshrutlash qarori buning o‘rniga tugunning o‘z energiya va navbat holati, RSSI, PHY/MAC qayta aloqasi, passiv tinglash, qo‘shni faolligi, ishonch, yo‘nalish dalili va paket keyingi tugun tomonidan haqiqatan ham qayta uzatilganini ko‘rsatuvchi forward-confirmation ma’lumotidan o‘rganiladi.

Nazariy tahlil mahalliy qaror jarayonini POMDP sifatida belgilaydi va mahalliy kuzatuv butun global tarmoq holatini qayta tiklaydi deb da’vo qilmaydi. Maqsad torroq va qaror nuqtai nazaridan mazmunliroq natijadir: Mahalliy kuzatuvlar keyingi sakrash tanlovining kelajakdagi foydasini belgilaydigan ma’lumotning katta qismini saqlab qola oladimi? Mahalliylik, kuzatuv yetarliligi, TD o‘rganish xatosi va foydani ajratish bo‘yicha aniq farazlar ostida manba ushbu yondashuv uchun shartli samaradorlik chegaralarini keltirib chiqaradi.

O‘nta turli tasodifiy seed bilan o‘tkazilgan doimiy-quvvat tajribalarida PassiveTD-ZC zich kichik tarmoqda global ma’lumotdan foydalanadigan sinov evristikasiga yaqin PDR beradi. O‘rta o‘lchamdagi tarmoqda Beacon-ETX bilan o‘xshash PDR hosil qilar ekan, ancha kam umumiy energiya sarflaydi va oddiy tugunlarning boshqaruv uzatish energiyasi nolga teng bo‘ladi. Aksincha, siyrak va uzoq-sakrashli topologiyalarda passiv ma’lumotning kech yoki yetarli bo‘lmagan tarzda shakllanishi samaradorlik yo‘qotilishini oshiradi. Shu sababli tadqiqot nol-boshqaruvli mahalliy o‘rganishni universal marshrutlash yechimi sifatida emas, balki boshqaruv trafigi qimmat va passiv dalil yetarlicha boy bo‘lgan tarmoqlar uchun shartli yondashuv sifatida taqdim etadi.

Tarmoq modeli va “nol boshqaruv” cheklovi

Tarmoq ikki o‘lchovli

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

hududiga joylashtirilgan bitta sink va \(N\) ta oddiy sensor tugunidan iborat. Oddiy tugunlar sink identifikatorini biladi; biroq marshrutlash qarorlarida o‘z koordinatlari, sink koordinati, qo‘shnilar koordinatlari yoki global topologiyadan foydalanmaydi.

Ilova paketlari sink tomon ko‘p sakrashli tarzda uzatiladi. Paketlarda amaliy tarmoqning o‘zi talab qiladigan source ID, destination ID, joriy MAC jo‘natuvchisi, next-hop qabul qiluvchisi, packet ID, TTL va payload uzunligi kabi maydonlar bo‘lishi mumkin. Biroq qo‘shni energiya darajasi, navbat uzunligi, sink-hop bahosi, koordinata yoki o‘rganish holatini tashuvchi maxsus maydon qo‘shilmaydi.

Sink davriy HELLO xabarini tarqatishiga ruxsat beriladi. Biroq oddiy tugunlar bu xabarlarni faqat qabul qiladi; qayta tarqatmaydi. Shuning uchun “zero-control” iborasi tarmoqda umuman boshqaruv ma’lumoti yo‘q degani emas. Uning aniq ma’nosi — oddiy tugunlar qo‘shimcha marshrutlash boshqaruv paketini uzatmaydi.

PassiveTD-ZC Qaysi Ma’lumotlardan Foydalanadi?

PassiveTD-ZC qo‘shnilarning yashirin yoki global holatini bevosita so‘rash o‘rniga odatiy ma’lumot trafigi hosil qiladigan mahalliy dalillardan o‘rganadi. O‘rganish holati mahalliy energiya va navbat darajasi, paket TTL darajasi, ishonch, passiv yo‘nalish sinfi, RSSI asosidagi ulanish sifati, forward-confirmation va qo‘shni faolligi komponentlaridan iborat.

\(i\) tugunning nomzod qo‘shni \(j\) uchun ishlatadigan holati manbada

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

ko‘rinishida ta’riflanadi.

Ushbu holat vektorida koordinata, sink masofasi, global topologiya, qo‘shnining haqiqiy qolgan energiyasi yoki haqiqiy navbat uzunligi yo‘q.

Passiv yo‘nalish ma’lumoti qanday shakllanadi?

Yo‘nalish sinfi geometrik burchak emas. Agar qo‘shni to‘g‘ridan-to‘g‘ri sink tomon paket uzatayotganda eshitilgan bo‘lsa, u eng kuchli oldinga siljish daliliga ega bo‘ladi. Agar qo‘shni ilgari sink yo‘nalishida harakat qilgani ma’lum bo‘lgan boshqa tugunga paket uzatsa, bilvosita oldinga siljish dalili hosil bo‘ladi. Qo‘shni faol, biroq sink yo‘nalishida siljish dalili yo‘q bo‘lsa, kuchsizroq sinfga; faol bo‘lmasa yoki foydalanish mumkin bo‘lgan ma’lumot bo‘lmasa, eng past ustuvorlik sinfiga joylashtiriladi.

Bu mexanizm koordinatalarni bilmasdan nisbiy marshrutlash gradientini shakllantirishga harakat qiladi. Biroq ushbu gradient hosil bo‘lishi uchun tarmoqda kuzatiladigan ma’lumot trafigi bo‘lishi kerak.

Forward confirmation nega muhim?

\(i\) tugun paketni \(j\) ga yuborgandan so‘ng bir xil packet ID \(j\) tomonidan qayta uzatilganini passiv tarzda eshitsa, forward-confirmation yuzaga keladi. Shunday qilib, nafaqat ulanishning \(i\rightarrow j\) qismi muvaffaqiyatli bo‘lgani, balki paket haqiqatan ham keyingi bosqichga o‘tganiga doir mahalliy dalil ham hosil bo‘ladi.

Bu mexanizm maxsus o‘rganish maydonini talab qilmaydi; mavjud packet ID va MAC jo‘natuvchi/qabul qiluvchi ma’lumoti yetarli.

Mahalliy Kuzatuv Global Tarmoq Holatini Almashtira Oladimi?

Umumiy holatda yo‘q. Tadqiqot tugun o‘z mahalliy kuzatuvlaridan butun global tarmoq holatini tiklaydi deb da’vo qilmaydi. Nazariy natija cheklanganroq: Muayyan mahalliylik va taxminiy-yetarlilik shartlari ostida mahalliy kuzatuv joriy next-hop qarorining kelajakdagi foydasini belgilaydigan ma’lumot nuqtai nazaridan global holatga yaqinlasha oladi.

Global MDP va mahalliy POMDP farqi

Global tarmoq holati

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

bilan ifodalanadi. Bu yerda butun tarmoqning energiyalari, navbatlari, ulanish/kanal holatlari, MAC raqobat holati, paket holatlari va ulanish grafigi mavjud.

Global ma’lumotga ega markazlashgan marshrutlash muammosi Markov qaror jarayoni sifatida

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

ifodalanishi mumkin.

Oddiy tugun esa \(S_t\) ni ko‘ra olmaydi. U faqat

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

mahalliy kuzatuviga ega. Shu sababli \(i\) tugunning qaror muammosi POMDP hisoblanadi.

Qarorga oid ma’lumot o‘zgaruvchisi

Manba nomzod next-hop \(j\) orqali marshrutlash amalga oshirilganda yuzaga keladigan diskontlangan kelajakdagi marshrutlash foydasini

\[ Y_{ij}(t) \]

bilan ifodalaydi. Bu kattalik yetkazib berish mukofoti, energiya xarajati, kechikish va yo‘qotish/qayta uzatish xarajatining diskontlangan yig‘indisini anglatadi.

Global siyosat

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

qiymatidan foydalana olsa, mahalliy siyosat faqat

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

qiymatiga kirish huquqiga ega.

Shuning uchun manba butun tarmoq holatining qanchasi yo‘qotilganiga emas, quyidagi shartli o‘zaro ma’lumotga e’tibor qaratadi:

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

Agar bu qiymat kichik bo‘lsa, \(S_t\) dagi va next-hop qaroriga haqiqatan foydali bo‘lgan ma’lumotning muhim qismi \(O_i\) ichida saqlanib qolgan.

Mahalliy Markov blanket

Tadqiqot next-hop foydasi asosan tugunning o‘z energiya/navbat holati, jismoniy ulanish, mahalliy MAC raqobati, yaqin tarix va qo‘shnining passiv xatti-harakat dalili bilan belgilanadi deb faraz qiladigan local routing Markov blanket ni ta’riflaydi.

Mahalliylik xatosi \(\epsilon_{\mathrm{loc}}\) uzoq tugunlardagi navbatlar, yashirin terminallar yoki uzoqdagi raqobat kabi ushbu mahalliy qobiq tushuntira olmaydigan ta’sirlarni ifodalaydi. Kuzatuv xatosi \(\epsilon_o\) esa haqiqiy mahalliy holatni RSSI, ishonch, yo‘nalish sinfi va boshqa cheklangan ko‘rsatkichlar bilan ifodalashdan kelib chiqadigan yo‘qotishni anglatadi.

Manba ikki xato komponentini

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

ko‘rinishida birlashtiradi va qaror-foyda taqsimotining global hamda mahalliy ma’lumot sharoitidagi farqini umumiy variatsiya masofasi orqali chegaralaydi.

Axborot-nazariy chegara

\(Y_{ij}\) foydasi \(K\) darajaga diskretlashtirilganda, manba

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

chegarasini oladi. Bu yerda \(h_2\) ikkilik entropiya funksiyasidir.

Natijada mahalliy kuzatuv saqlab qolgan qarorga oid ma’lumot

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

bilan pastdan chegaralanadi.

Bu tengsizliklarning ma’nosi “mahalliy ma’lumot global ma’lumotning aynan o‘zi” degani emas. Ma’nosi shuki, \(\epsilon_I\) kichik bo‘lganda mahalliy holat next-hop foydasiga oid global ma’lumotning katta qismini saqlab qolishi mumkin.

Tadqiqotning Usuli va Topilmalari

Passiv kuzatuv yuzaga kelish ehtimoli

Mahalliy nol-boshqaruv yondashuvining muvaffaqiyati ma’lumot trafigi haqiqatdan ham kuzatuv hosil qilishiga bog‘liq. Manba \(W\) uzunlikdagi kuzatuv oynasida foydali passiv hodisalar sonini taxminan ko‘rib, umuman kuzatuv olinmaslik ehtimolini

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

ko‘rinishida beradi.

Kamida bitta foydali passiv kuzatuv mavjud bo‘lish ehtimoli esa

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

bo‘ladi.

Bu yerda \(\lambda_{\mathrm{eff}}\) foydali atrof trafik tezligini, \(p_{\mathrm{oh}}\) esa tegishli uzatishni passiv eshitish ehtimolini bildiradi. Shuning uchun ma’lumot trafigi va passiv tinglash imkoniyati oshgan sari kuzatuv yetarliligi yaxshilanishi mumkin; tarmoq juda jim bo‘lsa yoki yo‘llar uzun bo‘lsa, ma’lumot to‘planishi sekinlashadi.

Global va mahalliy next-hop qiymatlari orasidagi chegara

Foyda

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

bo‘lganda manba

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

natijasini chiqaradi.

TD o‘rganuvchida qo‘shimcha ravishda

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

xato mavjud bo‘lsa

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

hosil qilinadi.

Bu protokolning nazariy markazlaridan biridir: Mahalliy marshrutlash samaradorligidagi farq faqat “RL yaxshimi yoki yomonmi?” savoliga emas, kuzatuv qanchalik ko‘p ma’lumot yo‘qotishiga va o‘rganuvchi ushbu mahalliy qiymatni qanchalik to‘g‘ri baholashiga bog‘liq.

Foydani ajratish chegarasi

Global bir-qadamli tarmoq foydasi manbada yetkazib berish muvaffaqiyati, umumiy energiya, kechikish va yo‘qotish xarajatining kombinatsiyasi sifatida ta’riflanadi. Mahalliy protokol buning o‘rniga tugunlar bo‘yicha mahalliy foydalarning yig‘indisini optimallashtiradi.

Haqiqiy global foyda bilan mahalliy foydalar yig‘indisi orasidagi qoldiq

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

bilan chegaralansa, global optimum va ajratilgan mahalliy optimum orasidagi diskontlangan samaradorlik farqi

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

bo‘ladi.

Umumiy siyosat samaradorligi chegarasi

Tadqiqot kuzatuv, mahalliylik, TD baholashi va foydani ajratishni birlashtirib, quyidagi shartli natijani beradi:

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

Bu formula PassiveTD-ZC nima uchun zich va axborotga boy tarmoqlarda global marshrutlashga yaqinlasha olishini, biroq siyrak/uzoq yo‘lli tarmoqlarda farq nima uchun kattalashishi mumkinligini bir xil matematik doirada tushuntiradi.

PassiveTD-ZC Marshrutlash Qarorini Qanday Qabul Qiladi?

Har bir nomzod qo‘shni uchun o‘rganilgan TD qiymati, ulanish sifati, forward-confirmation, ishonch va faollikka ijobiy hissalar; passiv baholangan hop xarajati va yaqin tarixdagi kanal muvaffaqiyatsizliklariga salbiy hissalar beradigan ball hisoblanadi. Agar eng yaxshi qo‘shnining balli yetarlicha yuqori bo‘lmasa va paketning TTL/navbat holati ruxsat etsa, tugun paketni vaqtincha kutib turishi mumkin.

Nomzod qo‘shni balli manbada

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

ko‘rinishida beriladi.

TD qiymati esa mahalliy ravishda

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

ko‘rinishida yangilanadi.

Mukofot funksiyasi muvaffaqiyatli uzatish va sink yo‘nalishidagi tasdiqlangan oldinga siljishni mukofotlaydi, muvaffaqiyatsiz uzatish, keraksiz takrorlash va eskirgan ma’lumot bilan kutish kabi xatti-harakatlarni esa jazolaydi.

Kutish harakatining roli

PassiveTD-ZC harakatlar fazosida faqat qo‘shnilar emas; \(\varnothing\) bilan ko‘rsatiladigan kutish harakati ham mavjud. Tugun ishonchli yo‘nalish dalilini topa olmasa, paketni darhol zaif ulanishga yuborish o‘rniga navbatda ushlab turishi mumkin.

Biroq kutish cheksiz emas. TTL kamayib ketsa yoki navbat to‘lishga yaqinlashsa, tugun yo‘nalish ma’lumoti zaif bo‘lsa ham eng yaxshi mavjud qo‘shnidan foydalanishi mumkin. Bu mexanizm boshlang‘ich bosqichdagi keraksiz urinishlarni kamaytirishga qaratilgan, biroq uzoq-sakrashli tarmoqlarda haddan tashqari kutish PDRni pasaytirishi mumkin.

Doimiy-quvvat tajriba dizayni

Tadqiqotning muhim metodologik tanlovlaridan biri barcha ssenariylarda bir xil jismoniy radio modelidan foydalanishdir. O‘rtacha qabul qilingan quvvat

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

bilan modellashtiriladi.

Paket muvaffaqiyati ehtimoli esa yumshoq o‘tish funksiyasi sifatida

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

ko‘rinishidadir.

Nominal aloqa radiusi

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

sharti bilan belgilanadi va barcha ssenariylarda taxminan

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

darajasida saqlanadi.

Shu tariqa “qiyin ssenariyda protokolga kattaroq radio diapazoni berish” kabi aralashtiruvchi o‘zgaruvchidan foydalanilmaydi. Tarmoq o‘lchami tugun soni, maydon, zichlik va topologiyani o‘zgartirish orqali masshtablanadi.

Tajriba ssenariylari

Umumiy asosiy sozlamalar orasida 0,02 soniyalik slot, taxminan 5 soniyalik ma’lumot yaratish oralig‘i, 4000 bit ma’lumot paketi, 200 bit sink HELLO xabari va \(P_{\mathrm{tx}}=-4.1\) dBm doimiy uzatish quvvati mavjud. Natijalar 10 tasodifiy seed bo‘yicha hisoblanadi.

Asosiy PDR va energiya natijalari

Tajribalar PassiveTD-ZC uchun Qaysi Sharoitlarda Ustunlik Ko‘rsatadi?

Manba natijalariga ko‘ra eng kuchli rejimlar zich kichik va o‘rta masshtabli tarmoqlardir. SD30 da PassiveTD-ZC ning PDRi Beacon-ETX va sinovdan o‘tkazilgan Global-Cost Heuristic bilan statistik jihatdan ahamiyatli farq ko‘rsatmaydi. M120 da PassiveTD-ZC bilan Beacon-ETX PDR jihatidan yana sezilarli farqlanmaydi; biroq PassiveTD-ZC ning umumiy energiya sarfi ancha past va oddiy tugunlarning boshqaruv-paket uzatish energiyasi nolga teng.

SD30: Zich tarmoqda mahalliy ma’lumot yetarli bo‘ladi

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 va AODV orasidagi o‘rtacha PDR farqi +0,0182 bo‘lib, juftlangan testda \(p=0.0116\) ni tashkil etadi. PassiveTD-ZC va Beacon-ETX orasidagi farq esa statistik jihatdan ahamiyatli emas.

Ushbu ssenariyda yo‘nalish qaydi nisbati 0,960, noma’lum yo‘nalish tanlovi 0 va kutish nisbati 0. Manba ishlatgan operatsion ma’lumot-yo‘qotish ko‘rsatkichi \(\widehat\epsilon_{\mathrm{obs}}\) atigi 0,020.

M120: Beacon-ETX ga o‘xshash PDR, pastroq energiya

M120 natijalari ayniqsa boshqaruv xarajati nuqtai nazaridan e’tiborga loyiq:

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

PassiveTD-ZC va Beacon-ETX orasidagi PDR farqi uchun \(p=0.7888\) qayd etilgan, global evristik usulga nisbatan qolgan farq esa ahamiyatli. Shu sababli o‘rta tarmoq natijasini “mahalliy usul global ma’lumotning barchasini egalladi” deb emas, ochiq ETX gradientini saqlashning muhim qismini passiv dalil bilan qoplay oldi deb talqin qilish kerak.

Usul Qaysi Sharoitlarda Zaiflashadi?

Passiv yo‘nalish ma’lumoti siyraklashganda, yo‘l uzayganda, tugunning kutish nisbati oshganda yoki uzoq tarmoq ta’sirlari mahalliy kuzatuvlar bilan ifodalanmaganda PassiveTD-ZC ning afzalligi kamayadi. Manbadagi LH60 va LT120 natijalari bu chegarani aniq ko‘rsatadi.

LH60 uzoq-hop ssenariysi

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 ning kutish nisbati 0,393, noma’lum yo‘nalish tanlovi 0,385 va operatsion ma’lumot-yo‘qotish ko‘rsatkichi 0,398. Bu qiymatlar zich SD30 ga nisbatan passiv dalil jiddiy zaiflashganini ko‘rsatadi.

LT120 umr ssenariysi

LT120 da PassiveTD-ZC ning PDRi 0,3707, AODV ning PDRi 0,4123. PassiveTD-ZC ning kutish nisbati 0,913 ga yetadi. Ya’ni paketlarning juda katta qismi yetarli yo‘nalish ishonchi shakllanmagani uchun hech bo‘lmaganda vaqtincha ushlab turiladi.

Bu xatti-harakat boshqaruv paketlaridan qochadi; biroq ishonchlilik ustuvor bo‘lganda passiv ma’lumotga to‘liq qaram marshrutlash cheklovchi bo‘lishi mumkin.

EL40 natijasi nega ehtiyotkor talqin qilinishi kerak?

Tor va uzun EL40 stress topologiyasida PassiveTD-ZC sinovdan o‘tkazilgan AODV, Beacon-ETX, LEACH-M va Global-Cost Heuristic dan yuqoriroq PDR beradi. Biroq har bir paketga to‘g‘ri keladigan uzatish urinishlari ancha ko‘p.

Manba bu natijani mahalliy ma’lumot “haqiqiy global optimumdan yaxshiroq” ekanining isboti deb talqin qilmaydi. Global-Cost Heuristic dinamik dasturlash optimumi emas, balki muayyan bitta-qirra xarajatlarini ishlatadigan Dijkstra asosidagi evristikadir. Tor zanjir geometriyasi PassiveTD-ZC ning ketma-ket passiv tasdiqlash xotirasiga aynan shu ssenariyda ustunlik bergan.

Passiv tinglash nomukammal bo‘lsa nima bo‘ladi?

Manba shuningdek passiv overhearing muvaffaqiyat ehtimolini 1,00 dan 0,50 gacha tushiradigan sezgirlik testini ham bildiradi. SD30 va M120 PDR jihatidan nisbatan barqaror qolgan bo‘lsa, LH60 da operatsion ma’lumot-yo‘qotish ko‘rsatkichi 0,398 dan 0,492 gacha ko‘tariladi va PDR biroz pasayadi.

Bu natija nazariy doira bilan mos keladi: zich tarmoqlarda bir xil yo‘nalish ma’lumoti uchun ko‘proq zaxira passiv dalil mavjud bo‘lsa, siyrak uzoq-hop tarmoqlarda har bir yo‘qotilgan kuzatuv qimmatroq hisoblanadi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan xulosalar

• Ordinary-node zero-control marshrutlash mutlaqo ma’lumotsiz marshrutlash emas; u mavjud ma’lumot trafigidan passiv axborot hosil qiladi.
• Mahalliy kuzatuvning muvaffaqiyati butun global tarmoqni ifodalashiga emas, qarorga oid next-hop foydasini yetarlicha yaxshi ifodalashiga bog‘liq.
• Mahalliylik va kuzatuv xatolari kichik bo‘lganda mahalliy TD qiymati global ma’lumot bilan hisoblangan next-hop qiymatiga yaqinlasha oladi.
• Zich va o‘rta masshtabli ssenariylarda PassiveTD-ZC sinovdan o‘tkazilgan boshqaruvga asoslangan marshrutlash usullariga raqobatbardosh PDR bera oladi.
• M120 da Beacon-ETX ga o‘xshash PDR pastroq umumiy energiya va nol oddiy-tugun boshqaruv uzatish energiyasi bilan olingan.
• Siyrak va uzoq-hop rejimlarda passiv ma’lumot yo‘qotilishi ortishi mumkin va AODV yoki global ma’lumotdan foydalanadigan usullar ishonchliroq bo‘lishi mumkin.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan talqinlar

• PassiveTD-ZC barcha WSN topologiyalarida eng yaxshi marshrutlash protokoli ekani ko‘rsatilmagan.
• Mahalliy kuzatuv global tarmoq holatini to‘liq qayta tiklashi isbotlanmagan.
• Global-Cost Heuristic haqiqiy global optimum emas; manba uni aniq evristik ma’lumotnoma sifatida belgilaydi.
• Simulyatsiya natijalari real apparat yoki dala joylashtirishida tasdiqlanmagan.
• Asosiy tajribalarda passiv header overhearing uchun ideallashtirilgan yuqori kuzatiluvchanlikdan foydalanilgan.
• \(\widehat\epsilon_{\mathrm{obs}}\) nazariy \(\epsilon_o\) yoki \(\epsilon_{\mathrm{loc}}\) qiymatining bevosita o‘lchovi emas; u faqat operatsion ko‘rsatkich.
• Beacon-ETX to‘liq yetuk CTP/RPL amalga oshirilishi emas; u soddalashtirilgan ochiq-gradient taqqoslashidir.
• Uzoq-hop ssenariylarida PassiveTD-ZC uchun ishlatilgan maxsus parametr sozlamasi barcha protokollar har bir ssenariy bo‘yicha optimallashtirilgan degani emas.

Manba va Usul Qaydi

Asl sarlavha: Locally Observable Reinforcement Learning Routing for Ordinary-Node Zero-Control Wireless Sensor Networks

Mualliflar: Wenxing Liao, Xiaofei Shi, Wenquan Li.

Corresponding author: Wenquan Li.

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

Manba turi: Nazariy tahlil va tarmoq simulyatsiyasini birlashtirgan tadqiqot preprinti.

PDF dagi topshirish qaydi: “Preprint submitted to Computer Networks”, 13 Iyun 2026.

SSRN topshirish sanasi: 18 Iyun 2026.

Platforma: SSRN.

SSRN Abstract ID: 6963864.

DOI: 10.2139/ssrn.6963864.

Taqriz holati: Manba PDF hujjati bu material taqrizdan o‘tmagan preprint ekanini aniq ko‘rsatadi.

Litsenziya/mualliflik huquqi: SSRN qaydi “All rights reserved; no reuse allowed without permission” ma’lumotini beradi. Ushbu Verianla matni manba jumlalarini yoki asl jadval/grafik dizaynini qayta nashr etmaydi; ilmiy faktlar, matematik bog‘lanishlar va qayd etilgan tajriba qiymatlarini mustaqil bayon va yangi jadval tuzilmasi bilan tushuntiradi.

Tajriba turi: Apparat/dala tajribasi emas, doimiy-quvvatli simsiz kanal modeliga asoslangan simulyatsiya.

Takrorlar soni: Asosiy taqqoslashlar 10 seed bilan o‘tkazilgan, PDR qiymatlari o‘rtacha va %95 ishonch oralig‘i bilan berilgan.

Asosiy taqqoslashlar: AODV, AODV-H, LEACH-M, Beacon-ETX, Global-Cost Heuristic va PassiveTD-ZC.

Moliyalashtirish: Manba Guangdong Provincial Characteristic Innovation Project for Regular Universities doirasida “Research on Tobacco Aroma Quality Evaluation Based on Aroma Substance Data Analysis” nomli 2023KTSCX137 raqamli loyiha yordamini bildiradi.

Ma’lumot/kod mavjudligi: Maqola supplementary materialda simulator manba kodi, ssenariy konfiguratsiyasi, seed ro‘yxati, protokol parametrlari va tahlil/figura skriptlari taqdim etilishini bildiradi. Ushbu Verianla matni qo‘shimcha material litsenziyasini asosiy maqola litsenziyasi bilan bir xil deb qabul qilmaydi.

Asosiy cheklovlar: Ideallashtirilgan packet-header overhearing; nazariy xato hadlarining bevosita o‘lchanmasligi; soddalashtirilgan Beacon-ETX ma’lumotnomasi; doimiy davriy trafik; lifetime ssenariysida hisoblash xarajati tufayli Global-Cost Heuristic chiqarib tashlanishi; uzoq-hop sozlamasining faqat PassiveTD-ZC ga qo‘llanishi.

Vizual qayta qurish: Mos keladi. Asl Verianla sxemasi sink, oddiy tugunlar, passiv overhearing, forward-confirmation, RSSI, nol boshqaruv paketi va TD qiymati yangilanishini bitta tarmoqda ko‘rsatishi mumkin. Manba grafiklarining asl estetik tuzilishi ko‘chirilmasligi kerak.

Verianla Live / Live Figure: Mos keladi. Doimiy parametrli animatsiyada paket uzatish, passiv yo‘nalish ma’lumotining shakllanishi, forward-confirmation va qo‘shni ballining yangilanishi ko‘rsatilishi mumkin. Yangi tajriba natijasi yoki manbada mavjud bo‘lmagan PDR yaratilmasligi kerak.