Задача багатоцільової оптимізації кластерних протоколів для бездротових мереж з використанням метаевристичних методів

Анотація

Енергоефективність та підвищення терміну експлуатації є основною проблемою бездротових сенсорних мереж (БСМ). Методи кластеризації з використанням мета-евристичних методів широко використовуються для вирішення цієї проблеми. Метаевристичні методи також використовуються для вирішення декількох інших задач, що стосуються БСМ, таких як раціональне розгортання вузлів, забезпечення покриття, оптимальне розгортання датчиків, керування топологією, планування тощо. Загальними цілями оптимізації є мінімізація споживання енергії та максимізація терміну експлуатації мережі. У статті сформульована проблема багатоцільової оптимізації, яка пов'язана з кластеризацією. Для її розв'язання пропонується узагальнена модель мета-евристичної кластеризації з урахуванням особливостей БСМ. Особливістю моделі є багатоцільова оцінка якості кластеризації, яка враховує характеристики просторового розкиду та компактності кластерів, параметри сенсорів та мережеві характеристики. У статті також дається короткий огляд різних підходів до методів кластеризації. Проведено порівняльний аналіз удосконалених протоколів гетерогенних БСМ, який показав переваги запропонованих рішень.