Ogwo-ch: técnica de agrupamiento basada en optimización de lobos grises con aprendizaje basado en oposición híbrida en redes de sensores inalámbricos
Autores: Ramalingam, Rajakumar; Karunanidy, Dinesh; Balakrishnan, Aravind; Rashid, Mamoon; Dumka, Ankur; Afifi, Ashraf; Alshamrani, Sultan S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Ogwo-ch: técnica de agrupamiento basada en optimización de lobos grises con aprendizaje basado en oposición híbrida en redes de sensores inalámbricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Red de sensores inalámbricos
Enfoque de agrupamiento
Cabezas de grupo
Consumo de energía
Aprendizaje híbrido basado en oposición
Algoritmo de optimización de lobo gris
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Una Red de Sensores Inalámbricos (WSN) es un grupo de sensores autónomos distribuidos geográficamente. Sin embargo, los nodos de sensor en las WSN están alimentados por batería, y el agotamiento de energía es un problema significativo. El enfoque de agrupación juega un papel imperativo en aumentar la vida útil de las WSN. Este enfoque reúne a los sensores en clústeres y selecciona los jefes de clúster (CHs). Los CHs acumulan la información de los miembros del clúster y transfieren los datos a la estación base (BS). Sin embargo, la tarea más desafiante es seleccionar los CHs óptimos y así mejorar la vida útil de la red. Este artículo presenta un marco de selección óptima de jefes de clúster utilizando aprendizaje basado en oposición híbrida con el algoritmo de optimización de lobo gris. La técnica híbrida intercambia dinámicamente entre las estrategias de búsqueda de explotación y exploración en la selección de los mejores CHs. Además, se utilizan cuatro métricas diferentes como el consumo de energía, la distancia mínima, la centralidad del nodo y el grado del nodo. Este mecanismo de selección propuesto mejora la eficiencia de la red al seleccionar los CHs óptimos. Además, el algoritmo propuesto se experimenta en MATLAB (2018a) y se valida mediante diferentes métricas de rendimiento como energía, nodos vivos, posición de BS y ratio de entrega de paquetes. Los resultados obtenidos del algoritmo propuesto muestran un mejor resultado en términos de más nodos vivos por ronda, máximo número de paquetes entregados a la BS, energía residual mejorada y vida útil mejorada. Por último, el algoritmo propuesto ha logrado una mejor vida útil de ~20%, ~30% y ~45% en comparación con las técnicas de optimización de lobo gris (GWO), colonia artificial de abejas (ABC) y jerarquía de agrupamiento adaptativo de baja energía (LEACH).
Descripción
Una Red de Sensores Inalámbricos (WSN) es un grupo de sensores autónomos distribuidos geográficamente. Sin embargo, los nodos de sensor en las WSN están alimentados por batería, y el agotamiento de energía es un problema significativo. El enfoque de agrupación juega un papel imperativo en aumentar la vida útil de las WSN. Este enfoque reúne a los sensores en clústeres y selecciona los jefes de clúster (CHs). Los CHs acumulan la información de los miembros del clúster y transfieren los datos a la estación base (BS). Sin embargo, la tarea más desafiante es seleccionar los CHs óptimos y así mejorar la vida útil de la red. Este artículo presenta un marco de selección óptima de jefes de clúster utilizando aprendizaje basado en oposición híbrida con el algoritmo de optimización de lobo gris. La técnica híbrida intercambia dinámicamente entre las estrategias de búsqueda de explotación y exploración en la selección de los mejores CHs. Además, se utilizan cuatro métricas diferentes como el consumo de energía, la distancia mínima, la centralidad del nodo y el grado del nodo. Este mecanismo de selección propuesto mejora la eficiencia de la red al seleccionar los CHs óptimos. Además, el algoritmo propuesto se experimenta en MATLAB (2018a) y se valida mediante diferentes métricas de rendimiento como energía, nodos vivos, posición de BS y ratio de entrega de paquetes. Los resultados obtenidos del algoritmo propuesto muestran un mejor resultado en términos de más nodos vivos por ronda, máximo número de paquetes entregados a la BS, energía residual mejorada y vida útil mejorada. Por último, el algoritmo propuesto ha logrado una mejor vida útil de ~20%, ~30% y ~45% en comparación con las técnicas de optimización de lobo gris (GWO), colonia artificial de abejas (ABC) y jerarquía de agrupamiento adaptativo de baja energía (LEACH).