Un algoritmo de juego de control de topología eficiente en energía y tolerante a fallos para redes de sensores inalámbricos
Autores: Du, Yongwen; Xia, Jinzong; Gong, Junhui; Hu, Xiaohui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un algoritmo de juego de control de topología eficiente en energía y tolerante a fallos para redes de sensores inalámbricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Restricciones de recursos
Redes de sensores inalámbricos
Autoadaptativo
Eficiencia energética
Tolerancia a fallos
Control de topología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Debido a restricciones de recursos y condiciones severas, las redes de sensores inalámbricos deben ser autoadaptativas para mantener ciertas propiedades deseables, como la eficiencia energética y la tolerancia a fallos. En este documento, diseñamos una función de utilidad práctica que puede equilibrar de manera efectiva la potencia de transmisión, la energía residual y la conectividad de red, y luego investigamos un modelo de juego de control de topología basado en teoría de juegos no cooperativos. El análisis teórico muestra que el modelo de juego de topología es un juego potencial y puede converger a un estado de equilibrio de Nash. Basándonos en este modelo, se propone un algoritmo de juego de control de topología eficiente en energía y tolerante a fallos, EFTCG, para construir de forma adaptativa una topología de red. A su vez, presentamos dos subalgoritmos: EFTCG-1 y EFTCG-2. El primero solo garantiza la conectividad única de la red, pero el segundo puede garantizar la biconectividad de la red. Evaluamos el efecto eficiente en energía de EFTCG-1. Mientras tanto, también analizamos el rendimiento tolerante a fallos de EFTCG-2. Los resultados de la simulación verifican la validez de la función de utilidad. EFTCG-1 puede prolongar de manera eficiente la vida útil de la red en comparación con otros algoritmos basados en juegos, y EFTCG-2 tiene un mejor rendimiento en robustez, aunque no reduce significativamente la vida útil de la red.
Descripción
Debido a restricciones de recursos y condiciones severas, las redes de sensores inalámbricos deben ser autoadaptativas para mantener ciertas propiedades deseables, como la eficiencia energética y la tolerancia a fallos. En este documento, diseñamos una función de utilidad práctica que puede equilibrar de manera efectiva la potencia de transmisión, la energía residual y la conectividad de red, y luego investigamos un modelo de juego de control de topología basado en teoría de juegos no cooperativos. El análisis teórico muestra que el modelo de juego de topología es un juego potencial y puede converger a un estado de equilibrio de Nash. Basándonos en este modelo, se propone un algoritmo de juego de control de topología eficiente en energía y tolerante a fallos, EFTCG, para construir de forma adaptativa una topología de red. A su vez, presentamos dos subalgoritmos: EFTCG-1 y EFTCG-2. El primero solo garantiza la conectividad única de la red, pero el segundo puede garantizar la biconectividad de la red. Evaluamos el efecto eficiente en energía de EFTCG-1. Mientras tanto, también analizamos el rendimiento tolerante a fallos de EFTCG-2. Los resultados de la simulación verifican la validez de la función de utilidad. EFTCG-1 puede prolongar de manera eficiente la vida útil de la red en comparación con otros algoritmos basados en juegos, y EFTCG-2 tiene un mejor rendimiento en robustez, aunque no reduce significativamente la vida útil de la red.