Agrupamiento para la Mejora de la Vida Útil en Redes de Sensores Inalámbricos
Autores: Khedhiri, Kamel; Ben Omrane, Ines; Djabour, Djamal; Cherif, Adnen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Agrupamiento para la Mejora de la Vida Útil en Redes de Sensores Inalámbricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Telecomunicaciones
Palabras clave
Redes de sensores inalámbricos
Consumo de energía
Escalabilidad
Vulnerabilidades de seguridad
Limitaciones en el rango de comunicación
Agrupamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de sensores inalámbricos enfrentan desafíos como el consumo de energía, la escalabilidad, las vulnerabilidades de seguridad y las limitaciones en el rango de comunicación, lo que impacta su rendimiento y fiabilidad en general. Para resolver estos problemas, se implementan protocolos eficientes en energía y modos de sueño adaptativos en las redes de sensores inalámbricos (WSNs). De hecho, el agrupamiento LEACH es ampliamente considerado como una de las estrategias principales para extender la vida útil de las WSNs. Sin embargo, el agrupamiento no siempre garantiza un rendimiento óptimo. En este artículo, demostramos que la efectividad del agrupamiento depende de condiciones específicas relacionadas con varios parámetros clave, incluyendo la densidad del clúster y la distancia de los nodos a la estación base. Nuestra investigación presenta un análisis validado matemáticamente, respaldado por resultados de simulación, que ilustra cómo el agrupamiento puede mejorar el rendimiento de las WSN, particularmente en términos de la vida útil de la red, el rendimiento y el momento de las muertes del primer, medio y último nodo. Nuestros hallazgos indican que LEACH es ineficiente cuando los nodos están a menos de 80 m de la estación base. Además, las densidades de los clústeres están relacionadas directamente con la distancia a la estación base. Específicamente, para distancias menores a 80 m, los nodos deben enviar sus datos de forma individual; para distancias entre 83 y 123 m, una densidad de clúster de dos es la más efectiva; y para distancias entre 123 y 149 m, la densidad óptima aumenta a tres nodos.
Descripción
Las redes de sensores inalámbricos enfrentan desafíos como el consumo de energía, la escalabilidad, las vulnerabilidades de seguridad y las limitaciones en el rango de comunicación, lo que impacta su rendimiento y fiabilidad en general. Para resolver estos problemas, se implementan protocolos eficientes en energía y modos de sueño adaptativos en las redes de sensores inalámbricos (WSNs). De hecho, el agrupamiento LEACH es ampliamente considerado como una de las estrategias principales para extender la vida útil de las WSNs. Sin embargo, el agrupamiento no siempre garantiza un rendimiento óptimo. En este artículo, demostramos que la efectividad del agrupamiento depende de condiciones específicas relacionadas con varios parámetros clave, incluyendo la densidad del clúster y la distancia de los nodos a la estación base. Nuestra investigación presenta un análisis validado matemáticamente, respaldado por resultados de simulación, que ilustra cómo el agrupamiento puede mejorar el rendimiento de las WSN, particularmente en términos de la vida útil de la red, el rendimiento y el momento de las muertes del primer, medio y último nodo. Nuestros hallazgos indican que LEACH es ineficiente cuando los nodos están a menos de 80 m de la estación base. Además, las densidades de los clústeres están relacionadas directamente con la distancia a la estación base. Específicamente, para distancias menores a 80 m, los nodos deben enviar sus datos de forma individual; para distancias entre 83 y 123 m, una densidad de clúster de dos es la más efectiva; y para distancias entre 123 y 149 m, la densidad óptima aumenta a tres nodos.