LEACH Routing Algorithm Optimization through Imperialist Approach

باتوجه به استفاده از صدها يا هزاران گره حسگر، مسيريابي يكي از چالش‌هاي بسيارمهم در شبكه هاي حسگر بيسيم است. الگوريتم LEACH يك الگوريتم مبتني بر مسيريابي سلسله مراتبي و پروتكل انتشار داده مي باشد. الگوريتم LEACH ناحيه كاري شبكه را به چندين زيرناحيه كه كلاستر ناميده مي‌شود تقسيم مي‌كند. توزيع نامناسب كلاسترها و انتخاب نامناسب سركلاسترها بدون بررسي موقعيت مكاني ساير حسگرها، ممكن است به كاهش كيفيت انتخاب سركلاسترها منجر شود. گره هاي حسگر بسته‌هاي داده را در فواصل دور ارسال مي‌كنند. الگوريتم رقابت استعماري يك الگوريتم بهينه سازي است كه از يك پديده اجتماعي الهام گرفته است. اين الگوريتم فرآيند استعمار را به عنوان يك پديده اجتماعي بررسي مي‌كند. در اين مقاله ما با بهره گيري از الگوريتم رقابت استعماري راندمان الگوريتم LEACH را بهبود داده و كارايي آن را بر پارامترهايي نظير مصرف انرژي، پوشش و پراكندگي يكنواخت كلاسترها مطالعه و با الگوريتم LEACH مقايسه كرده‌ايم. انتخاب مقدار مناسب شعاع مخابراتي راديويي در طول عمر شبكه تصميم گيري ميان اتصال در شبكه و مصرف انرژي گره هاي حسگر است. قدرتمندسازي الگوريتم LEACH با كمك الگوريتم رقابت استعماري به يافتن بهترين مكان سركلاستر در يك كلاستر، مصرف رضايت‌بخش انرژي، افزايش طول عمر شبكه و نگهداري پوشش شبكه كمك مي‌كند. اين قدرتمندسازي مي‌تواند تعداد گره‌هاي حسگري خارج ازپوشش شبكه را به صورت قابل قبول كاهش دهد

Routing is an important challenge in WSN due to the presence of hundreds or thousands of sensor nodes. Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) is a hierarchical routing and data dissemination protocol. LEACH divides a network domain into several sub-domains that are called clusters. Non-uniformity of cluster distribution and cluster heads (CHs) selection without considering the positions of other sensors may reduce the quality of cluster selection. Sensor nodes send data packets over long distances. Imperialist Competitive Algorithm (ICA) is an optimization algorithm inspired by social phenomenon. It considers colonization process as a stage of socio-political evolution. We improve performance of the LEACH algorithm using imperialist approach and study its efficacy in terms of energy consumption, coverage and cluster uniformity and compare with those of the LEACH algorithm. Selection of suitable value for radio communication radius over the network lifetime is a trade-off between connectivity and sensors energy consumption. Empowering LEACH with ICA helps to find the best location of a CH in every cluster, conserve energy significantly, increase network lifetime, and maintain network connectivity. It can significantly reduce the number of active sensors going out of range over the lifetime of a network.