Un esquema de agrupamiento basado en la potencia de transmisión dinámica de jefes de clúster
Autores: Nie, Mengchu; Huang, Pingmu; Zeng, Jie; Lu, Yueming; Zhang, Tao; Lv, Tiejun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un esquema de agrupamiento basado en la potencia de transmisión dinámica de jefes de clúster
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Métodos de agrupamiento
FANETs
Algoritmo K-means
Potencia de transmisión dinámica
Jefes de clúster
Fiabilidad de red
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos de agrupamiento son herramientas prometedoras para garantizar la escalabilidad y mantenibilidad de la red de redes ad hoc voladoras a gran escala (FANETs). Sin embargo, debido a la alta movilidad y los recursos energéticos limitados de los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), es difícil mantener la fiabilidad de la red y prolongar la vida de la red de FANETs. En este documento, se desarrolla un nuevo algoritmo K-means y se propone un esquema de potencia de transmisión dinámica de los jefes de clúster basado en el agrupamiento (DTPCH-C). El objetivo de este esquema se presenta para mejorar la fiabilidad y la vida útil de FANETs. En primer lugar, se calcula el número óptimo de clústeres y se establecen los clústeres UAV iniciales mediante un algoritmo K-means. Luego, utilizando un algoritmo de agrupamiento ponderado, se pondera y suma el grado de nodo adaptativo, la energía del nodo y la distancia al jefe de clúster para la elección del jefe de clúster. En el proceso de comunicación entre clústeres, el jefe de clúster ajusta su potencia de transmisión en tiempo real a través del enmallado y la predicción móvil, ahorrando así el consumo de energía y mejorando la vida útil de la red. El DTPCH-C propuesto optimiza simultáneamente el número de clústeres, el consumo de energía del jefe de clúster, el jefe de clúster seleccionado y el proceso de mantenimiento del clúster. Los resultados de la simulación muestran que en comparación con los métodos de agrupamiento tradicionales, el DTPCH-C propuesto tiene claras ventajas en cuanto a la fiabilidad de la red, la vida de la red y el consumo de energía.
Descripción
Los métodos de agrupamiento son herramientas prometedoras para garantizar la escalabilidad y mantenibilidad de la red de redes ad hoc voladoras a gran escala (FANETs). Sin embargo, debido a la alta movilidad y los recursos energéticos limitados de los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), es difícil mantener la fiabilidad de la red y prolongar la vida de la red de FANETs. En este documento, se desarrolla un nuevo algoritmo K-means y se propone un esquema de potencia de transmisión dinámica de los jefes de clúster basado en el agrupamiento (DTPCH-C). El objetivo de este esquema se presenta para mejorar la fiabilidad y la vida útil de FANETs. En primer lugar, se calcula el número óptimo de clústeres y se establecen los clústeres UAV iniciales mediante un algoritmo K-means. Luego, utilizando un algoritmo de agrupamiento ponderado, se pondera y suma el grado de nodo adaptativo, la energía del nodo y la distancia al jefe de clúster para la elección del jefe de clúster. En el proceso de comunicación entre clústeres, el jefe de clúster ajusta su potencia de transmisión en tiempo real a través del enmallado y la predicción móvil, ahorrando así el consumo de energía y mejorando la vida útil de la red. El DTPCH-C propuesto optimiza simultáneamente el número de clústeres, el consumo de energía del jefe de clúster, el jefe de clúster seleccionado y el proceso de mantenimiento del clúster. Los resultados de la simulación muestran que en comparación con los métodos de agrupamiento tradicionales, el DTPCH-C propuesto tiene claras ventajas en cuanto a la fiabilidad de la red, la vida de la red y el consumo de energía.