무선 애드 혹 네트워크에서 노드 클러스터링을 위한 유전 알고리즘

A Genetic Algorithm for Clustering Nodes in Wireless Ad-hoc Networks

클러스터링 문제는 무선 애드 혹 네트워크의 네트워크 수명과 확장성을 향상시키는 문제 중 하나이다. 이 문제는 무선 애드 혹 네트워크의 설계 및 운영과 관련된 어려운 조합 최적화 문제이다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 최대화하고 무선 애드 혹 네트워크의 확장성을 고려한 효율적인 클러스터링 알고리즘을 제안한다. 클러스터링 문제는 NP-hard 문제로 알려져 있습니다. 따라서 본 논문에서는 노드의 수가 많은 네트워크에서 합리적인 시간 내에 최적의 해를 효율적으로 얻을 수 있는 최적화 방식을 사용하여 문제를 해결한다. 제안된 알고리즘은 노드의 전력과 클러스터링 비용을 고려하여 클러스터 헤드를 선택하고 클러스터를 구성한다. 우리는 노드의 전송에너지 측면에서 시뮬레이션을 통해 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘보다 성능이 우수함을 보여 준다.

A clustering problem is one of the organizational problems to improve the network lifetime and scalability in wireless ad-hoc networks. This problem is a difficult combinatorial optimization problem associated with the design and operation of these networks. In this paper, we propose an efficient clustering algorithm to maximize the network lifetime and consider scalability in wireless ad-hoc networks. The clustering problem is known to be NP-hard. We thus solve the problem by using optimization approaches that are able to efficiently obtain high quality solutions within a reasonable time for a large size network. The proposed algorithm selects clusterheads and configures clusters by considering both nodes' power and the clustering cost. We evaluate this performance through some experiments in terms of nodes' transmission energy. Simulation results indicate that the proposed algorithm performs much better than the existing algorithms.