Analysis of Multi-Hop Strategies in LEACH Protocol

Pinheiro, Diego Lima; Garca, Juliana Lima; Lima, Otávio Alcântara de; Furtado, Corneli Gomes

doi:10.1109/sbesc49506.2019.9046090

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“…No entanto, para longas distâncias, o custo de energia de transmissão é muito alto. A aplicac ¸ão do multi-hop à protocolos de clustering reduz os custos de comunicac ¸ão, como visto em [Pinheiro et al 2019]. Podemos dividir o multi-hop em três abordagens.…”

Section: Multi-hopunclassified

“…Energia inicial 0,5 J Consumo de recepc ¸ão 50 nJ/bit Consumo do amplificador 100 pJ/bit Consumo da agregac ¸ão de dados 5 nJ/bit P (% de cluster-heads) 5% Tamanho do pacote de configurac ¸ão 300 bits Na Tabela 5 temos a listagem dos parâmetros que foram utilizados em todas as simulac ¸ões. Para este trabalho, os dados presentes nas Tabelas 4 e 5 foram adotados a partir das definic ¸ões do LEACH encontrados em [Heinzelman et al 2000] e [Pinheiro et al 2019]. Os parâmetros foram utilizados por serem facilmente encontrado em vários artigos da área de estudo, como visto em [Wang et al 2018], [Faid et al 2021a], [BENMAHDI and LEHSAINI 2020] e [Faid et al 2021b].…”

Section: Tabela 4 Par âMetros De Configurac ¸ãOunclassified

“…Este artigo faz um estudo das estratégias de multi-hop, de acordo com [Pinheiro et al 2019], mas aplicadas a protocolos baseados em aprendizagem de máquina não supervisionada. Os algoritmos que serão utilizados nesse estudo são o K-means e o K-medoids.…”

Section: Introduc ¸ãOunclassified

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Análise de estratégias de multi-hop em protocolos baseados em aprendizagem de máquina não supervisionada

Pinheiro¹,

Júnior²

2023

Anais Do XLI Simpósio Brasileiro De Redes De Computadores E Sistemas Distribuídos (SBRC 2023)

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Apesar de promissoras, as Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) possuem limitações energéticas que precisam ser resolvidas. O protocolo LEACH é uma das formas mais clássicas de reduzir o gasto de energia causado pela transmissão dos pacotes na rede. O uso do aprendizado de máquina não supervisionado é uma outra alternativa, que utiliza uma metodologia de clustering, assim como o LEACH, para organizar a rede em sub-redes. Ainda é possível melhorar ainda mais a eficiência energética dos nós, através do uso do multi-hop, que é uma técnica de encaminhamento de pacotes da rede que otimiza o gasto de energia, na qual, em uma RSSF, é possível utilizar duas estratégias distintas, o intra-cluster e o inter-cluster. Este artigo propõe a utilização do multi-hop em conjunto com protocolos baseados no LEACH que utilizam o K-means ou o K-medoids, realizando um estudo comparativo entre cada uma das variações possíveis dessas abordagens. O uso do multi-hop nos protocolos K-means e K-medoids gerou um aumento no tempo de vida da rede de até 24,48%.

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Section: Multi-hopunclassified

Section: Tabela 4 Par âMetros De Configurac ¸ãOunclassified

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Análise de estratégias de multi-hop em protocolos baseados em aprendizagem de máquina não supervisionada

Pinheiro¹,

Júnior²

2023

Anais Do XLI Simpósio Brasileiro De Redes De Computadores E Sistemas Distribuídos (SBRC 2023)

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“…In the multi-hop routing protocol, an algorithm is introduced to construct a tree topology, with BS as the root node. Multi-hop routing reduces energy consumption in WSNs [ 16 ]. Common nodes send data to intermediate nodes, and intermediate nodes perform data aggregation and then send data to the next intermediate node until the data is sent to BS.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Centralized Multi-Hop Routing Based on Multi-Start Minimum Spanning Forest Algorithm in the Wireless Sensor Networks

Jin

Fan

Sun

2021

Sensors

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Wireless sensor networks (WSNs) are widely applied in environmental monitoring, target tracking, military, and industrial fields. However, the battery energy of sensor nodes in WSNs is limited, which limits its development. Previous studies have shown that clustering protocols and multi-hop communication are beneficial to reduce nodes energy consumption. The multi-hop protocol based on low energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) has been proven to significantly reduce energy dissipation. However, LEACH-based multi-hop protocols generally have the problem of unbalanced energy dissipation and data conflicts. In this paper, we propose a centralized multi-hop routing based on multi-start minimum spanning forest (LEACH-CMF) to optimize LEACH. In order to realize multi-hop communication, we introduced a multi-start minimum spanning tree algorithm to select relay nodes with the minimum relay cost and generate appropriate multi-hop paths. To avoid data collision in multi-hop communication and make nodes including the cluster heads sleep as much as possible in the non-working state, we design a bottom-up continuous time slot allocation method to improve the time division multiple access (TDMA) cycle. We performed simulation in NS2. The simulation results show that the network lifetime is approximately doubled compared to LEACH and centralized low energy adaptive clustering hierarchy (LEACH-C). The simulation results show that the proposed protocol can effectively balance the energy dissipation of nodes and prolong network lifetime.

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Routing Protocols Implementation for WSN Using Optimal Dimensioning

Castel,

Inga

2023

Communications in Computer and Information Science

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Analysis of Multi-Hop Strategies in LEACH Protocol

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Análise de estratégias de multi-hop em protocolos baseados em aprendizagem de máquina não supervisionada

Análise de estratégias de multi-hop em protocolos baseados em aprendizagem de máquina não supervisionada

Centralized Multi-Hop Routing Based on Multi-Start Minimum Spanning Forest Algorithm in the Wireless Sensor Networks

Routing Protocols Implementation for WSN Using Optimal Dimensioning

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