پروتکل مسیریابی مبنی بر الگوریتم ژنتیک برای شبکه های جمع آوری انرژی حسگر بی سیم

Routing protocol based on genetic algorithm for energy harvesting-wireless sensor networks

مجله Theiet

سال ۲۰۱۳

چکیده

پروتکل های مسیریابی سنتی دیگر مناسب شبکه های جمع آوری انرژی حسگر بی سیم (EH-WSN) که توسط انرژی حاصل از محیط زیست به جای باتری ها تغذیه می¬شوند؛ نیستند. به جای به حداقل رساندن مصرف انرژی و به حداکثر رساندن طول عمر شبکه، چالش اصلی در EH-WSN به حداکثر رساندن عملکرد کار تحت محدودیت های جمع آوری انرژی است. در این مطالعه، نویسندگان یک نیروی کارآمد الگوریتم مسیریابی متمرکز بر اساس جمع آوری انرژی ژنتیکی مبتنی بر الگوریتم مسیریابی خوشه بندی نابرابر عملکرد بهینه تطبیقی (EHGUC-OAPR) را پیشنهاد کردند که شامل دو بخش است: (۱) جمع آوری انرژی ژنتیکی مبتنی برالگوریتم خوشه بندی نابرابر EHGUCو (۲) الگوریتم مسیریابی تطبیقی بهینه عملکرد (OAPR). اول، ایستگاه پایه (BS) از الگوریتم EHGUC برای تشکیل خوشه از اندازه نابرابر و انتخاب سر خوشه مرتبط استفاده می¬کند که در آن خوشه های نزدیک به BS اندازه کوچکتر دارند. سپس، BS الگوریتم OAPR را برای ساخت مسیریابی بهینه در هر سر خوشه اتخاذ می¬کند. نتایج عددی نشان می دهد که EHGUC-OAPR نه تنها به خوبی به کار EH-WSN می¬آید، بلکه دارای یک بهبود بزرگ در تعادل انرژی شبکه و نسبت تحویل داده است.

Abstract

Traditional routing protocols are no longer suitable for the energy harvesting-wireless sensor networks (EH-WSN), which is powered by the energy harvested from environment instead of batteries. Rather than minimising the energy consumption and maximising the network lifetime, the main challenge in EH-WSN is to maximise its working performance under energy harvesting constraints. In this study, the authors propose a centralised power efficient routing algorithm energy harvesting genetic-based unequal clustering-optimal adaptive performance routing algorithm (EHGUC-OAPR) which contains two parts: (i) energy harvesting genetic-based unequal clustering algorithm EHGUC and (ii) optimal adaptive performance routing algorithm (OAPR). First, the base station (BS) uses EHGUC algorithm to form clusters of unequal size and select associated cluster heads, in which the clusters closer to the BS have smaller size. Then, the BS adopts OAPR algorithm to construct an optimal routing among each cluster heads. The numerical results show that EHGUC-OAPR is not only well applied to EH-WSN, but also has a great improvement in network energy balance and data delivery ratio.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد