面向智能互联水下传感器网络的容错备份分簇算法
网络与互联网体系结构
2022-03-07 v1
摘要
本文针对水下传感器网络簇形成质量差和簇头（CH）频繁失效的问题，提出了一种能量高效的分层拓扑感知分簇路由（EEHTAC）协议。本文为EEHTAC的运行开发了容错备份分簇（FTBC）算法和多参数簇形成（MPCF）模型。MPCF模型通过整合多个参数来实现有效的分簇过程，从而解决簇形成性能差的问题。FTBC算法解决CH频繁失效的问题，以避免数据传输中断。使用正常、高故障和高路由开销网络场景评估了MPCF模型的性能。用于该分析的性能指标为时间拓扑变化率（TTVR）、CH负载分布（CLD）和簇稳定性（STB）。所得结果表明，以90s的CH保留周期运行，可实现更好的每轮CH占空比，并使TTVR、CLD和STB的MPCF过程分别改善25.69%、55.56%和60%。基于FTBC的EEHTAC的性能是相对于能量均衡不等分层分簇（EULC）协议评估的。用于该评估的性能指标为路由开销（{\Omega}）、端到端延迟（{\Delta}）、已恢复CH失效数（CFR）、已检测CH失效数（CFD）、接收数据包数（{\theta}）和能耗（{\Sigma}）。参考所获得的最佳值，EEHTAC在{\Omega}、{\Delta}、CFR、CFD、{\theta}和{\Sigma}方面分别比EULC变体提高了58.40%、29.94%、81.33%、28.02%、86.65%和54.35%。所得结果表明，MPCF模型对簇形成性能是高效的，且基于FTBC的EEHTAC协议相对于现有CBR协议能有效运行。
引用
@article{arxiv.2203.02187,
title = {Fault-Tolerant Backup Clustering Algorithm for Smart Connected Underwater Sensor Networks},
author = {Abdulazeez Femi Salami and Emmanuel Adewale Adedokun and Habeeb Bello-Salau and Bashir Olaniyi Sadiq},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02187},
year = {2022}
}