Aplicando algoritmo de búsqueda cuántica para seleccionar jefes de clúster energéticamente eficientes en redes de sensores inalámbricos
Autores: Roy, Kripanita; Kim, Myung-Kyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Aplicando algoritmo de búsqueda cuántica para seleccionar jefes de clúster energéticamente eficientes en redes de sensores inalámbricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Agrupamiento
Eficiente en energía
Nodos de sensores
Escalabilidad de red
Rango de transmisión
Algoritmo de búsqueda cuántica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El agrupamiento es un enfoque efectivo de control de topología que distribuye uniformemente las cargas entre los nodos sensores, mejora la escalabilidad de la red y aumenta la vida útil en las redes de sensores inalámbricos. En este documento, proponemos un novedoso enfoque de selección de cabeza de clúster (CH) ponderada energéticamente que mejora el rendimiento general de la red y aumenta la eficiencia energética. Se propone una estrategia de optimización que enfatiza ajustar el rango de transmisión con la densidad de nodos apropiada, lo que aumenta la eficiencia energética para las comunicaciones intra e inter-clúster hasta un 86% y un 97%, respectivamente. Además, se explica la implementación de un algoritmo de búsqueda cuántica para elegir el CH. En comparación con el método clásico como EECS y HEED, el algoritmo de búsqueda cuántica propuesto tiene una ventaja de aceleración cuadrática. El algoritmo de búsqueda clásico requiere N pasos para encontrar un elemento específico en un array de N elementos, pero en lugar de utilizar un algoritmo clásico, el algoritmo de búsqueda cuántica de Grover minimiza la complejidad a O (). En este trabajo, se ilustra un enfoque de selección de cabeza de clúster energéticamente eficiente a través de un algoritmo de agrupamiento ponderado clásico, y su implementación también se extiende a través de un algoritmo de búsqueda ponderado cuántico que se demuestra mediante los resultados de la simulación.
Descripción
El agrupamiento es un enfoque efectivo de control de topología que distribuye uniformemente las cargas entre los nodos sensores, mejora la escalabilidad de la red y aumenta la vida útil en las redes de sensores inalámbricos. En este documento, proponemos un novedoso enfoque de selección de cabeza de clúster (CH) ponderada energéticamente que mejora el rendimiento general de la red y aumenta la eficiencia energética. Se propone una estrategia de optimización que enfatiza ajustar el rango de transmisión con la densidad de nodos apropiada, lo que aumenta la eficiencia energética para las comunicaciones intra e inter-clúster hasta un 86% y un 97%, respectivamente. Además, se explica la implementación de un algoritmo de búsqueda cuántica para elegir el CH. En comparación con el método clásico como EECS y HEED, el algoritmo de búsqueda cuántica propuesto tiene una ventaja de aceleración cuadrática. El algoritmo de búsqueda clásico requiere N pasos para encontrar un elemento específico en un array de N elementos, pero en lugar de utilizar un algoritmo clásico, el algoritmo de búsqueda cuántica de Grover minimiza la complejidad a O (). En este trabajo, se ilustra un enfoque de selección de cabeza de clúster energéticamente eficiente a través de un algoritmo de agrupamiento ponderado clásico, y su implementación también se extiende a través de un algoritmo de búsqueda ponderado cuántico que se demuestra mediante los resultados de la simulación.