One-to-Many Synchronization in High-Drift IoT Devices Using Reinforcement Learning

2025

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/tim.2025.3637968
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The increasing adoption of Internet of Things (IoT) devices necessitates efficient synchronization methods to ensure reliable communication and coordination. This paper introduces an autonomous approach to one-to-many beacon synchronization using Reinforcement Learning (RL) to adjust clock-sleep cycles for very imprecise-clock devices operating in energy-constrained IoT environments. The proposed method tackles key challenges such as clock drift and acute time fluctuations, which complicate synchronization and lead to unexpected desynchronizations. The novelty of this approach lies not in the method used to adjust sleep cycles but in its autonomous, device-specific adaptation, eliminating the need for manual calibration or model training. Through extensive experimentation with popular ESP32 devices, we evaluate the performance of the proposed RL-based solution against traditional beacon synchronization and supervised learning techniques, demonstrating improvements in synchronization adaptiveness and energy efficiency, achieving energy savings of up to 4.5 mJ per round. Furthermore, we introduce a knowledge transfer mechanism that enables newly joined devices to rapidly adapt their synchronization parameters based on the experiences of previously trained devices. To encourage reproducibility, we provide open-source implementations of the proposed framework.