به کارگیری الگوریتم بهینه سازی PSO به منظور بهبود طول عمر شبکه های حسگر بیسیم

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه یزد،یزد

چکیده

از آنجایی­که در شبکههای حسگر بیسیم (WSN) یک ساختار ثابت یا مدیریت متمرکز وجود ندارد، انتخاب تعدادی از حسگرها برای تشکیل یک مجموعه غالب همبند (CDS) به عنوان ستون‌فقرات مجازی بسیار کارآمد است. در این مقاله، مساله مجموعه غالب همبند با حداقل وزن و محدودیت درجه (DC-MWCDS) برای ساخت ستون‌فقرات کارآمد انرژی در WSN بهکار برده شده است. مساله DC-MWCDS، CDSای با کمترین وزن و محدودیت درجه برروی گراف شبکه ایجاد میکند. هدف این مقاله پیدا کردن محدودیت درجه و انرژی برای گرههای مجموعه غالب (DS) به منظور افزایش طول عمر شبکه است. در اینجا به منظور بیشینه ساختن طول عمر شبکه، با استفاده از الگوریتم بهینهسازی دسته ذرات (PSO) ضریب حداقل انرژی و حداکثر درجه گرهها را پیدا کرده و در هنگام انتخاب گرههای DS، گرههایی که انرژی باقیماندهشان کمتر از حاصلضرب ضریب به دست آمده در میانگین انرژی گرههای شبکه و یا درجهشان بیشتر از حاصلضرب ضریب حاصل در درجه بیشینه شبکه باشد، نمیتوانند در این رقابت شرکت نمایند. همانطور که در شبیهسازیها ارائه خواهد شد، الگوریتم پیشنهادی، توانسته است نسبت به روشهای مشابه طول عمر شبکه را تا حد زیادی بهبود بخشد.

کلیدواژه‌ها


[1] J.Akbari Torkestani,Backbone formation in wireless sensor networks, Sensor and Actuators A 185 (2012) 117 – 126.

[2]Y.Li,M.T.Thai,F.Wang,C.W.Yi,P.J.Wang,D.Z.Du, On greedy construction of connected dominating set,Wireless communication and mobile computing 5 (8)(2005) 927– 932.

[3] S. Butenko, X. Cheng, C. Oliveira, P.M. Pardalos, A new heuristic for the minimum connected dominating set problem on ad hoc wireless networks in: Recent developments in cooperative control and optimization, Kluwer Academic Publishers, 2004,pp, 61–73.

[4] X.Cheng, M.Ding, D.Hongwei, X. Jia, Virtual backbone construction  

     in multihop ad hoc wireless networks,Journal of wireless  

  communications and mobile computing 6 (2006), 183–190.

[5]J. Akbari Torkestani, M.R. Meybodi, An intelligent backbone formation algorithm in wireless ad hoc networks based on distributed learning automata, Computer Networks 54 (2010), 826–843.

[6] J. Akbari Torkestani, Energy-efficient backbone formation in wireless sensor networks, Computers and electrical engineering,(2013).

[7] B. Zhou. An energy-aware virtual backbone tree for wireless sensor networks, in: IEEE Global Telecommunications Conference, vol. 40 (2005) 1212–1215.

[8]J. Kim, L. Jee-Hyongng, Vitamin. A virtual backbone tree algorithm for minimal energy consumption in wireless sensor network routing, in: International Conference on Information Networking (ICOIN), (2012) 144–149.

[9] K. Suganthi, B. Vinayagasundaram, J. Aarthi. Randomized fault-tolerant virtual backbone tree to improve the lifetime of wireless sensor networks, Computers and Electrical Engineering.(2015).

[10] J. Akbari Torkestani. An adaptive backbone formation algorithm for wireless sensor networks, Computer communications.35 (2012) 1333- 1344.

[11]H. Raei,M.Sarram,B.Salimi,F.Adibniya, Energy-awaredistributed  algorithm  for Virtual Backbone inwireless sensor networks, In  the Proc. Of  the 4thInt’l Conferenceson Innovations in Information Technology, IIT 2008,  435-439.

[12] B. Bullnheimer, R. Hartel and C. Strauss, "A new rank-based version of the ant system: A computational study, Central European Journal of Operations Research and Economics",  1999, no. 7 , 25-38.

 [[1]] قادرمطیع قادر. حبیب، لطفی. شهریار، سید اسفهلان. میر محمد، مروری بر برخی روشهایبهینه سازی هوشمند، انتشارات شبستر، دانشگاه آزاد اسلامی، 1389.

[14] W. Heinzelman, A.P. Chandrakasan, H. Balakrishnan, Energy-efficient communication  protocols  for  wireless microsensor  networks, in:  Proceedings  of  the 33rd Hawaii International Conference on System Sciences, 2000.