بهبود کنترل توپولوژی با استفاده از الگوریتم PSO در شبکه های حسگر بیسیم مبتنی بر کدگذاری شبکه

شبکه حسگر بیسیم، شبکهای متشکل از تعداد زیادی گره کوچک با ارتباط بیسیم میباشد. هرگره، دارای محدودیتهایی در قدرت پردازش، ظرفیت حافظه، منبع تغذیه و... است. یکی از مشکلات اساسی در این شبکهها، مساله انرژی گرههای حسگر میباشد. ومهمترین دلیل برای ایجاد الگوریتمهای کنترل توپولوژی، کمبود منابع انرژی است. مقادیر عمده از انرژی مصرفی، شامل انرژی ارسال و دریافت داده با سایر گرهها میباشد، بنابراین کاهش انرژی مصرفی در این زمینه میتواند نقش موثری در مصرف بهینه انرژی داشتهباشد. تکنیک کنترل توپولوژی مبتنی بر کدگذاری شبکه در تحقیقات گذشته با روشهایی مانند Convex انجام شده است، اما باتوجه به اینکه روشهای بهینهسازی فرااکتشافی مانند PSO دارای سرعت و کارایی بسیار بالایی در یافتن جواب بهینه میباشند، در این پژوهش از این روش استفاده شده است. روش کار به این صورت است که جمعیت ذرهها، با استفاده از هوش جمعی خود،مسیرهای منتهی به مقصد را یافته و سپس در آنجا مستقر میشوند، سپس هر ذره هزینه مربوط به آن مسیر را محاسبه کرده و بهسایر ذرهها اطلاع میدهد. با تعاملی که به وجود میآید، بهترین مسیر از لحاظ مصرف انرژی، در یک دامنه ارسال مناسب، انتخاب شده و دادهها از آن مسیر به مقصد مورد نظر منتقل میشوند. نتیجه حاصل از اجرای الگوریتم TCMC-PSO ، در مقایسه با روش Convex ، از بهبود قابلتوجهی برخوردار است. به طور کلی، با افزایش دامنه ارسال و تعداد گرهها در شبکه، انرژی مصرفی و زمان اجرا هم زیاد میشود. در نتیجه با اتخاذ الگوریتم پیشنهادی، توپولوژی بهینهای انتخاب شده و مصرف انرژی و زمان اجرا به حداقل ممکن میرسد.

کلیدواژه ها:

شبکه حسگر بیسیم ، کنترل توپولوژی ، کدگذاری شبکه ، بهینهسازی انبوه ذرات