Abstract
Wireless sensor network (WSN) is a system composed of a large number of low-cost micro-sensors. This network is used to collect and send various kinds of messages to a base station (BS). WSN consists of low-cost nodes with limited battery power, and the battery replacement is not easy for WSN with thousands of physically embedded nodes, which means energy efficient routing protocol should be employed to offer a long-life work time. To achieve the aim, we need not only to minimize total energy consumption but also to balance WSN load. Researchers have proposed many protocols such as LEACH, HEED, PEGASIS, TBC and PEDAP. In this paper, we propose a General Self-Organized Tree-Based Energy-Balance routing protocol (GSTEB) which builds a routing tree using a process where, for each round, BS assigns a root node and broadcasts this selection to all sensor nodes. Subsequently, each node selects its parent by considering only itself and its neighbors' information, thus making GSTEB a dynamic protocol. Simulation results show that GSTEB has a better performance than other protocols in balancing energy consumption, thus prolonging the lifetime of WSN
چکیده
شبکه حسگر بی‌سیم (WSN) یک سیستم متشکل از تعداد زیادی حسگر میکرو کم هزینه است. این شبکه برای جمع آوری و ارسال انواع مختلف پیام ها به یک ایستگاه پایه (BS) استفاده می‌شود. WSN شامل گره های کم هزینه با قدرت باتری محدود می‌باشد، و جایگزینی باتری برای WSN با هزاران گره جاسازی شده از لحاظ فیزیکی آسان نمی‌باشد، به این معنی که پروتکل مسیریابی کارآمد انرژی باید برای ارائه یک زمان کار با طول عمر طولانی به کار رود. برای رسیدن به این هدف، ما نه تنها به، به حداقل رساندن مصرف انرژی کل بلکه به تعادل بار WSN نیز نیاز داریم. محققان پروتکل های بسیاری مانند LEACH، HEED، PEGASIS، TBC و PEDAP پیشنهاد کرده‌اند. در این مقاله، ما یک پروتکل مسیریابی با انرژی متعادل مبتنی بر درخت خودسازمان‌یافته عمومی (GSTEB) را پیشنهاد می‌کنیم که یک درخت مسیریابی با استفاده از یک فرایند ایجاد می‌کند که در آن، برای هر دور، BS یک گره ریشه اختصاص می‌دهد و این انتخاب را به تمام گره های حسگر پخش می‌کند. پس از آن، هر گره پدر خود را با در نظر گرفتن تنها خودش و اطلاعات همسایگان خود انتخاب می‌کند، در نتیجه این مورد GSTEB را یک پروتکل پویا می‌سازد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که GSTEB دارای عملکرد بهتر از پروتکل های دیگر در تعادل مصرف انرژی است، که موجب طول عمر WSN طولانی‌تر می‌شود.
-1مقدمه
با پیشرفت تکنولوژی حسگر مبتنی بر سیستم های میکرو الکترو مکانیکی (MEMS)، الکترونیک‌های دیجیتال کم قدرت و ارتباطات بی‌سیم کم قدرت [1]، [2]، [3]، در حال حاضر تولید گره های حسگر بی‌سیم کم هزینه امکان‌پذیر می‌شود. اگر چه این گره های حسگر به اندازه همتایان حسگر ماکرو گران قیمت آنها قدرتمند یا دقیق نیستند، ما قادر به ساخت یک شبکه حسگر تحمل پذیر خطا، با کیفیت بالا با ایجاد هزاران گره حسگر که با هم کار می‌کنند، هستیم. از طریق همکاری گره های حسگر بی سیم، WSN اطلاعات زیادی را جمع آوری می‌کند و آنها را به ایستگاه پایه (BS) می فرستد.WSN دارای یک طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه [10] ، از جمله نظارت نظامی، پیش بینی فاجعه، نظارت بر محیط ، و غیره می‌باشد. به این ترتیب تبدیل به یکی از مهم ترین زمینه های تحقیقاتی می‌شود و علاقه به تحقیقات گسترده را بر می‌انگیزد…