Optimizing energy efficiency and prolonging lifetime in WSNs, using the genetic algorithm and predictive coding approach

Résumé

Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) ont révolutionné les applications de surveillance et de suivi dans divers domaines. Ces réseaux sont constitués de petits nœuds de capteurs chargés de collecter et de transmettre les données à une station de base centrale à des fins d’analyse et de prise de décision. Cependant, le défi omniprésent dans les WSN réside dans les ressources énergétiques limitées de ces nœuds, ce qui a un impact significatif sur leur durée de vie opérationnelle. Cette étude aborde la question critique de l’efficacité énergétique dans les WSN en proposant un protocole de routage innovant économe en énergie. L’objectif principal est de prolonger la durée de vie opérationnelle du réseau tout en maintenant la qualité et la couverture des données. Pour y parvenir, la recherche intègre des algorithmes génétiques (GA) pour optimiser les décisions de routage et utilise le codage prédictif (PC) pour améliorer l’efficacité de la transmission des données S’appuyant sur des algorithmes génétiques, le protocole de routage optimise les chemins de communication en sélectionnant intelligemment les itinéraires qui minimisent la consommation d’énergie. Le codage prédictif renforce cette approche en compressant les données avant la transmission, réduisant ainsi efficacement la surcharge énergétique associée au transfert de données. La motivation de cette recherche vient du fait que les protocoles de routage économes en énergie existants ont souvent du mal à répondre de manière globale aux diverses applications et aux diverses contraintes énergétiques des WSN. En réponse, cette étude vise à fournir un protocole de routage plus robuste et adaptable, capable de mieux gérer la consommation d’énergie et de prolonger la longévité du réseau. L’efficacité du protocole proposé est rigoureusement validée par des simulations approfondies menées dans Matlab. Les mesures d’évaluation englobent des facteurs tels que les nœuds morts, le débit, la consommation d’énergie et le délai du réseau. Les résultats démontrent un avantage marqué par rapport au protocole de routage standard Leach-CR. Le nouveau protocole permet de réaliser d’importantes économies d’énergie et d’allonger la durée de vie opérationnelle des réseaux de capteurs sans fil. Par rapport aux protocoles existants, l’approche intégrée des algorithmes génétiques et du codage prédictif offre des avantages inégalés, démontrant son potentiel pour révolutionner la gestion de l’énergie dans les WSN. Les implications sont considérables, car cette recherche est prometteuse pour améliorer l’efficacité et la durabilité des réseaux à travers des applications pratiques. En conclusion, cette recherche contribue à l’avancement des WSN en offrant une solution complète au défi de l’efficacité énergétique. En intégrant de manière transparente les algorithmes génétiques et le codage prédictif, le protocole proposé démontre son potentiel pour révolutionner la gestion de l’énergie et prolonger la durée de vie opérationnelle des réseaux de capteurs sans fil, bénéficiant ainsi à terme d’un large éventail d’applications pratiques.

Date	18 déc. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Kadoch (Directeur(-trice))