بهبود طول عمر شبکه حسگر بی سیم با استفاده از یک روش خوشه بندی انرژی کارا مبتنی بر الگوریتم رقابت استعماری

در شبکه حسگر بی سیم، گره های حسگر به تابری های غیرقابل شارژی مجهر هستند و عملیاتی نظیر حس کردن، پردازش و انتقال داده ها را انجام می دهند. مهمترین چالش در این شبکه، طول عمر می باشد که وابستگی مستقیمی به میزان مصرف انرژی دارد، به همین دلیل راهکارهایی ک ه موجب متعادل شدن و بهینگی مصرف انرژی بوده، بسیار مطلوب می باشد. یکی از مؤثرترین تکنیک ها در کاهش مصرف انرژی خوشه بندی گره ها می باشد. خوشه بندی در شبکه حسگر ذات اکتشافی دارد و از دسته مسائل NP-hard به شمار می رود. در مسائل اکتشافی فضای جستجو بسیار بزرگ است و بطور نمایی رشد می کند. یکی از روش های یافتن پاسخ بهینه در مسائل اکتشافی، پروتکل های جستجوی جمعیتی می باشد. در این مقاله روش خوشه بندی مبتنی بر الگوریتم رقابت استعماری ارائه شده است. در الگوریتم پیشنهادی در دسته الگوریتم های خوشه بندی ثابت است که در آن ابتدا ایستگاه اصلی گره های موجود در شبکه را با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری خوشه بندی می کند، سپس در هر دور، در هر خوشه، گره ای که بالاترین اولویت را دارا باشد، به عنوان سرخوشه در آن دور، تعیین می شود. در این الگوریتم هر گره برای پذیرفتن نقش سرخوشگی بطور کاملاً مستقل، تصمیم گیری می کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش پیشنهادی در مقایسه با پروتکل های SEP, LEACH و DEEC، درصد انرژی بیشتری را در گره ها نگه داشته و طول عمر شبکه را بطور مؤثر بهبود می بخشد.

Keywords:

خوشه بندی , سرخوشه , مصرف بهینه انرژی , الگوریتم رقابت استعماری , طول عمر شبکه