بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه حسگر بی سیم با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری آشوبی

شبکه حسگر بی سیم، شبکه ای با تعداد زیادی گره حسگر نسبتا ارزان و با انرژی محدود است. گره ها وظیفه دریافت اطلاعات از محیط پیرامون خود، آنالیز، پردازش داده ها و نیز ارسال داده های حس شده به گره های دیگر و یا ایستگاه پایه را بر عهده دارند. از اساسی ترین چالش هایی که این شبکه ها با آن روبرو هستند، انرژی محدود گره ها است که باعث کاهش عمر شبکه می شود. خوشه بندی و مسیریابی از راهکارهای مطرح جهت رویارویی با این مشکل است. ما در این مقاله جهت کاهش مصرف انرژی در گره های شبکه حسگر بی سیم و همچنین انتخاب سرخوشه های مناسب تر از قابلیت های الگوریتم رقابت استعماری و نظریه آشوب استفاده نموده ایم. روش پیشنهادی در چندین مرحله گره های سرخوشه را بر اساس پارامترهایی مانند میزان انرژی و پراکندگی گره ها شناسایی می نماید و خوشه های متوازن با سرخوشه های دارای انرژی بالاتر نسبت به گره های معمولی ایجاد می نماید. از مشخصه های بارز الگوریتم پیشنهادی می توان به استفاده از نظریه آشوب جهت تشکیل امپراطوری در فاز ابتدایی الگوریتم و هنگام رخ دادن انقلاب، تعیین آستانه در هر دور از اجرای الگوریتم جهت انجام انقلاب یا سقوط در امپراطوری، و همچنین سقوط تدریجی امپراطوریها و تنظیم تعداد مستعمرات هر امپراطوری، بر اساس قدرتآن امپراطوری در هر دور از اجرای الگوریتم، اشاره کرد. تعیین آستانه در الگوریتم پیشنهادی باعث توزیع بار مناسب در شبکه می شود. نتایج حاصل از آزمایشات و شبیه سازی در محیط NS2، نشان دهنده برتری روش پیشنهادی نسبت به سایر روشهای مرز دانش است. روش پیشنهادی تاثیر به سزایی در کاهش مصرف انرژی، افزایش عمر شبکه، افزایش میزان داده منتقل شده و افزایش تعداد گره های زنده در دوره های مختلف از اجرای الگوریتم داشته است.

کلیدواژه ها:

الگوریتم رقابت استعماری ، آشوب ، خوشه بندی ، سرخوشه ، شبکه حسگر بی سیم ، طول عمر