Optimization of routing in wireless sensor network in terms of energy usage and QoS,using Hybrid PSO and Golden Eagle algorithms

Résumé

LesWSN ont transformé les capacités de surveillance et de suivi dans de nombreux domaines en améliorant les réseaux de communication et de calcul. Ces réseaux, constitués de petits noeuds de capteurs qui transmettent des données à une station de base centrale, sont considérablement affectés par des ressources énergétiques limitées, ce qui peut raccourcir leur durée de vie opérationnelle. Cette étude est unique car elle propose un protocole de routage innovant et économe en énergie, une nouvelle approche pour relever ce défi. L’objectif principal est de créer un modèle de routage optimisé basé sur des clusters, améliorant ainsi l’efficacité énergétique et réduisant les retards et les noeuds morts dans le réseau. Pour y parvenir, un clustering avec l’algorithme k-means est utilisé, suivi d’une sélection efficace des têtes de cluster à l’aide de la mutation PSO. Cette méthode robuste garantit l’optimisation des têtes de cluster appropriées. Par la suite, le routage entre les têtes de cluster est optimisé à l’aide de l’algorithme Golden Eagle (GEO), avec une comparaison de référence avec le protocole de routage LEACH-CR. L’algorithme Golden Eagle est utilisé ici pour choisir avec sensibilité les chemins de communication, rendant l’échange d’informations plus efficace tout en consommant moins d’énergie. Pour surmonter les lacunes susmentionnées des protocoles de routage économes en énergie précédents qui n’ont pas réussi à fournir une solution optimale pour diverses applications et conditions énergétiques de manière efficace, ce travail de recherche vise à établir un nouveau protocole de routage efficace. Le protocole proposé est minutieusement testé via des simulations Matlab approfondies afin de mesurer les noeuds morts, le débit du système, la consommation d’énergie et le délai du réseau. Le processus de validation donne l’assurance et montre que le protocole a obtenu de meilleurs résultats que le protocole de routage LEACH-CR en termes d’utilisation de l’énergie et de durée du réseau. Cet article a mis en oeuvre la méthode de regroupement quantitatif, de sélection de tête de cluster et de routage de l’algorithme Golden Eagle présenté par rapport à LEACH-CR et a prouvé que la méthode présentée peut améliorer l’utilisation de l’énergie et la durée de vie du réseau de capteurs sans fil. De tels types d’études générales, habituelles dans les conditions multi-débits, multi-services et multi-applications, sont censés améliorer les performances et la fiabilité des réseaux pour un certain nombre d’applications pratiques. Ainsi, cette recherche élargit la base de connaissances des WSN en fournissant une approche intégrée et efficace du problème de l’efficacité énergétique. En intégrant le clustering avec k-means, en sélectionnant les têtes de cluster avec mutation PSO et en utilisant l’algorithme Golden Eagle pour le routage, le protocole suggéré pourrait améliorer l’utilisation de l’énergie et, par conséquent, l’utilisation pratique et la longévité des réseaux de capteurs sans fil.

Date	14 août 2024
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Zbigniew Dziong (Directeur(-trice))