I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p .   561 ~ 564   I SS N:  2502 - 4752 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 9 . i 3 . p p 5 6 1 - 564           561       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Lo a d  B a la nce:  Energ y  Eff icien t  Ro uting Proto co l i n  Wireless   Senso r Net w o rk       A.   M o ha m ed  Div a n M a s o o d 1 ,   S.K .   M uthus un da r 2   1 In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y ,   A M ET   Un iv e rsity ,   Ch e n n a i m ,   In d ia   2 De p a rtme n t  o f   c o m p u ter sc ien c e ,   S ri  M u th u k u m a ra n   In stit u te  o f   Tec h n o l o g y ,   Ch e n n a i ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   21 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   2 9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   1 7 ,   2 0 1 8       En e rg y     c o n su m p ti o n     is    o n e     o f     th e     m a jo r    issu e     in   W irel e ss   S e n so r  Ne tw o rk     ( W S N)    w h ich   re d u c e s  th e   li f e ti m e   o f   th e   n e tw o rk .   In   th is   d e v e lo p e d   w o rk   a n     Clu ste r  b a se d   En e rg y   E ff icie n t  Ro u ti n g   P ro to c o l  (CBEE R P )  ,   w h ich   is    g a th e rin g   t h e   se n so r  h u b s    i n   t h e   sy ste m     in to     c lu ste rs,     in   th is  m a n n e r  it   p ro d u c ti v e ly   d e c re a se d   th e   f lo o d in g     traf f ic   d u rin g     d isc o v e r  th e   ro u ti n g .   T h e   p r o p o se d   CBEE RP   w il l  b a lan c e   th e   En e rg y   in   th e   G ro u p   b y   u sin g   so m e   se c o n d   o rd e r  n o d e s .   T h e   re in f o rc e m e n t  Hig h   e ff e c ti v e   h u b s   re p lac e   th e   c lu ste r  h e a d   a f ter  th e   c lu ste r  re a c h e s  to   it s  t h re sh o ld   e n e rg y   le v e l.   T h is  CBEE RP   w il l  h e lp   th e   e f fe c t iv e n e ss   a n d   li f e ti m e   o f   th e   s y ste m .     K ey w o r d s :   Data   T r af f ic   E n er g y   s u f f icie n t   L o ad   B alan cin g   W ir eless   s en s o r   n et w o r k   Co p y rig h t  ©   2 0 1 8   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A .   Mo h a m ed   Di v an   Ma s o o d ,    I n f o r m a tio n   T ec h n o lo g y ,     A ME T   Un i v er s it y ,   C h en n ai,   I n d ia.       1.   I NT RO D UCT I O N   I N  R E C E NT   y ea r s ,   th e  p r o m is e  o f   lar g e  s ca le  W ir eles s   S en s o r   Net w o r k   ( W SN)   ap p licatio n s   h a s   b ee n   s ee n   as  a lr ea d y   ac h iev e d   o r   j u s t  ab o u t  to   b e  r ea lized .   Sen s o r   n o d es  al m o s t  f u n ct i o n   o n   b atter y .   I t   is   f r eq u en tl y   d i f f ic u lt  to   r ev i v e  o r   s u p p lan t  t h e  v ita lit y   e x h au s ted   h u b s   in   l ig h t  o f   th e  u n in h ab ited   co n d itio n   o f   th e  o b j ec tiv e  zo n e.     Mo s t  e n er g y   o f   th e  n o d e  is   s p en t   f o r   tr an s m i s s io n   an d   g at h e r in g   o f   t h e  g a in ed   in f o r m atio n ,   d ec r ea s i n g   ac t iv i t y   o v er h ea d   f o r   s y s te m   s etu p   b ec o m e s   f u n d a m e n tal  [ 1 ] .   No r m a ll y   s en s o r   n o d e  en er g y   w a s   n o t  e n o u g h   to   d eli v er ed   d ate  to   s in k .   He n ce ,   alo n g   w it h   s e n s i n g   th e  d ata  o f   th e  n o d e  tr an s m itte d   to   in ter m ed iate  s e n s o r   n o d e  u n t il r ea ch ed   to   s in k   [ 2 ]   I n   w ir ele s s   Se n s o r   n et w o r k ,   t h e  s en s o r   n o d es  ca n   b e  clu b b ed   in to   s m all  g r o u p   ( clu s ter ) .   E ac h   clu s ter   h as  a  lead er   n o d e  ( clu s ter   He ad   C H)   to   co o r d in ate  an d   co n tr o l  th e  n o d es  i n   th e  g r o u p .   At  r an d o m   d ep lo y ed   s en s o r   S y s te m   r eq u ir es  a  clu s ter   f o r m atio n   p r o to co l   to   p a r titi o n   th e  n et w o r k   in to   clu s t er s .   C lu s ter   h ea d s   s h o u ld   also   b e  s elec ted   b ased   o n   th e   h ig h   e f f ic ien t  n o d e  a m o n g   t h e  g r o u p   [ 3 ] .   A t  f ir s t  t h e  s e n s o r   h u b s   ar e  ar b itra r ily   p u t  i n   e n v ir o n m e n t.  No d es  ar e  h eter o g en eo u s   i n   n atu r e  w it h   th e  d iv er s e  e n er g y   le v els.  No d es  w it h   t h e  h ig h er   en er g y   ar e  f o u n d   a m o n g   i n   th e  g r o u p   a n d   ar e  m ak e  cl u s ter   h ea d   [ 4 ] .   T h e  r em ai n i n g   o f   th e  w o r k   s ec tio n   2   p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   s ec tio n   3   r esu lt  an al y s i s   an d   s ec tio n 4   co n clu s io n   o f   t h e  w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l .  9 ,   No .   3 ,  Ma r ch   2 0 1 8   :   5 6 1   –   5 6 4   562                            Fig u r e   1 .   T h e  clu s ter   Stru ct u r e       2.   CL US T E R  B ASE D  E N E R G Y  E F F I CI E N T   RO UT I N G   P RO T O CO L   ( CB E E RP )   C B E E R P   p r o to co l  th e  s en s o r   n o d es  h a v i n g   u n eq u al  e n er g y   lev e ls   a n d   p r o ce s s in g   p o w e r .     A ll  t h e   n o d es  ar e  in   h eter o g e n eo u s   n e t w o r k   w i th   h ig h   i n itial  en er g y   b u t  d if f er e n t  le v el  an d   u n eq u a l  p r o ce s s in g   p o w er   P o w er   s a v i n g   m ec h a n is m   f o r   A d - Ho c  Net w o r k   u s i n g   3 G  f a s t  d o r m an c y   tec h n o lo g y   [ 6 ] .   T h e  s elec ted   clu s te r   h ea d   ( C H)   ac co r d in g   to   th eir   en er g y ,   p r o ce s s i n g   p o w er   an d   lo ca tio n .     C lu s ter   Hea d     d ef in es    it s     co m m u n icatio n     le v el    i n     ter m s     o f     E n er g y     lev e l   to     f o r m     c lu s ter   w i th i n   t h e  r an g e  th e  n o d e  co m e s   as c l u s te r  Me m b er .   C l u s ter   Hea d   i s   m a i n tai n in g   cl u s ter   m e m b er s h ip   i n f o r m atio n   in   r a n g e  o f   P er f o r m an ce   an al y s is   o f   b lack   h o le  attac k s   i n   g eo g r ap h ical  r o u tin g   M A NE T   [ 7 ] .       2 . 1 .     I nitia liza t io n P ha s e      T h e  p ick ed   o f   clu s ter   h ea d   ( C H)   f r o m   th e  g r o u p   b ased   o n   th eir   r e m a i n in g   e n er g y ,   p r o ce s s in g   p o w er   an d   lo ca tio n .   C H  s e n d s   m e m b er s h ip   r eq u est  m e s s a g e  to   all  th e  h u b s   in   it s   r an g e  an d   r eq u est  to   r ep ly   w i t h   th eir   cu r r en t  p r o p er ty   o f   n o d es.  T h e  n o d es  w i th   h i g h   r es id u al  en er g y   an d   p r o ce s s i n g   p o wer   w ill  b e  id en t if ied   an d   th e y   ar e  m ad e  b ec o m e   th e  b ac k u p   n o d es.  No d es  w h ic h   ar e  n o t  i n   t h e  r a n g e   o f   c lu s te r   h ea d ,   w ill  tr y   to   j o in   th e  clu s ter   b y   s e n d in g   t h e   m es s ag e  to   t h e  n ea r es t  clu s te r   m e m b er   L o ad   b alan cin g   an d   Qo S  p r o v is io n i n g   b ased   o n   co n g est io n   p r ed ictio n   f o r   GE O/ L E O  h y b r id   s atell i te  n et w o r k s   [ 8 ] .   Me m b er s   ar e  s en d   d ata  to   C H  i n   d u r in g   allo tted   ti m e  p er io d .   A f ter   co llectin g   d ata  C H  ch ec k   if   an y   r ep ea ted   d ata  av ailab le  th at  b e  eli m i n ated   an d   r e m ai n in g   p ac k et  s en d   to   s in k .     2 . 2 .    Re - clus t er ing   P ha s e      Af ter   s o m e  ti m e  if   th e   C H   r esid u a l  e n er g y   cr o s s   th e   n o r m a l  lev el,   t h e  C H  w i ll  ac ti v ate  t h e  b ac k u p   n o d e  th e  C H  w i ll    h an d   o v er     its     ac co u n tab ilit y     to     th e   b ac k u p     n o d e    an d   w i ll  m ak e     t h e    n o d e    th e   clu s ter   h ea d   th e n   ex i s ti n g   cl u s ter   n o d e  ac t a s   clu s ter   m e m b er   o f   g r o u p .         3.   P E RF O RM ANCE AN AL YS I S   Du r in g   s i m u latio n   ti m e   th e   ev en t s   ar e   tr ac ed   b y   u s in g   t h e  tr ac e  f i les.  T h e  p er f o r m a n ce   o f   t h e  n et w o r k   i s   e v al u ated   b y   e x ec u ti n g   th e  tr ac e  f i les.  T h e  ev e n ts   ar e  r ec o r d ed   in to   tr ac e  f il es  w h ile  e x ec u t in g   r ec o r d   p r o ce d u r e.   T h e  n et w o r k   p ar a m eter s   u s ed   i n   o u r   s i m u latio n   is   d escr ib ed   T ab le  1 .       T ab le  1 .   P ar am eter   P a r a me t e r   V a l u e   S i mu l a t o r   T o o l   N S 2   A n t e n n a     O mn i     N o d e s c o u n t   50   R o u t i n g   p r o t o c o l   D S D V   T r a f f i c   mo d e l   C B R   S i mu l a t i o n   A r e a   5 0 0 × 5 0 0     S i n k   n o d e     C l u st e r   H e a d       S e n so r   n o d e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       Lo a d   B a la n ce :   E n erg y  E fficien t R o u tin g   P r o to co l in   W ir eles s …  ( A . Mo h a med   Diva n   Ma s o o d )   563   3 . 1 .     P a ck et   Deliv er y   Ra t e    T h e  p ac k et  d eliv er y   r ate  is   d ef in ed   as th e  r ate  at  w h ic h   th e  d esti n a tio n   r ec eiv ed   t h e  d ata  p ac k ets.  T h e  r ate  is   ca lcu lated   b ased   o n   th e  n u m b er   o f   d ata  p ac k ets r ec ei v ed   p er   tim e.               Fig u r e   2 .   P ac k et  R ec eiv ed   o f   p r o p o s ed   s ch e m e       3 . 2 .     T hro ug hp ut  Ana ly s i s   T h en   th e  t h r o u g h p u t  i s   ca lc u l ated   b y   n u m b er   o f   p ac k ets   r ec eiv ed   p er   u n it  ti m e.   T h e  T h r o u g h p u t  i s   ca lcu lated   b y   u s i n g   t h e  f o llo w in g   f o r m u la:                                                                              Fig u r e   3 .   T h r o u g h p u t a n al y s i s   o f   p r o p o s ed   s ch e m e         4.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   T h is   p ap er   p r o p o s es  th e  en er g y   e f f icie n t  r o u tin g   p r o to co l  ca l led   tSEL .   Ou r   f u t u r e  w o r k   is   t o   en h an ce   th e  tSE L   p r o to co l  b y   r ed u cin g   th e  co m p le x it y   o f   R S A   al g o r ith m   w i th o u t  co m p r o m is in g   th e  s ec u r i t y   a n d   to   m ak e   th e   p r o to co l to   d ef en d   m an y   W SN a ttac k s   lik e   W o r m h o le  attac k ,   R o u ti n g   tab le  p o is o n in g   a n d   R e s o u r c e   Dep letio n   attac k .         5.   CO NCLU SI O N   C lu s ter   b ased   E n er g y   E f f ic ien t Ro u ti n g   P r o to co l ( C B E E R P)   f o r   r o u tin g   u n k n o w n   n o d es i n   a  W NS is   d is cu s s ed .   C B E E R P   f o r   b ac k u p   en er g y   o f   n o d e,   R e - cl u s ter in g ,   clu s ter   h ea d   s elec tio n   a n d   c lu s ter   f o r m atio n   i n   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r k   ar e  p r o p o s ed .   T h e    ef f icie n c y     o f     t h e    d ev e lo p ed   s y s te m   is   co m p ar ed   w it h   t h e   E x is ti n g   clu s ter i n g   HE E D  al g o r ith m   w i th   n o   o f   c y cl ic  r o u n d    an d     th e    d ea d     n o d es   u s in g     th e    p ar a m eter     lik e     en er g y     in     ea c h     r o u n d     p er     n o d e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l .  9 ,   No .   3 ,  Ma r ch   2 0 1 8   :   5 6 1   –   5 6 4   564   RE F E R E NC E   [1 ]     M   Ca rli ,   S   P a n z ieri,   F   P a sc u c c i.   A   jo in t  ro u ti n g   a n d   l o c a li z a ti o n   a lg o rit h m   f o r  e m e r g e n c y   s c e n a r io ,   El se v ier ,   A d   Ho c   Ne two rk s .   2 0 1 4 ;  1 3 .     [2 ]       S S  I y e n g a r,   N Ba la k rish n a n ,     G   El a n g o v a n ,   Ne e ta  T riv e d i.     A   M e ss a g e - E ff icie n t,   Distrib u ted   Clu st e rin g   Al g o rith m   fo r W ire les s S e n so r a n d   Acto r Ne two rk s   IEE E .   2 0 0 6 .     [3 ]       Hu a f e n g   H,  Jin c h u     C,     Ha ig a u g     W ,     G     Ch u a n sh a n .     Eve n t  b a s e d   T ru st  Fra me wo rk   M o d e l  in   W ire les s   S e n so r  Ne two rk s,  IEE E  In ter n a ti o n a l  C o n fer e n c e   o n   Ne tw o rk in g ,   A rc h it e c tu re   a n d   sto ra g e .   2 0 0 8 .   [4 ]       S u re n d e r    S o n i,     V iv e k     Ka ti y a r,     Na ro tt a m     Ch a n d .    Clu ste ri n g     A l g o rit h m s    f o r    He tero g e n e o u s  W irele ss   S e n so r  Ne tw o rk :  A   S u rv e y .   IJ AE R .   2 0 1 0 ;  1 (2 ) .    [5 ]     T     M izu n o ,     H    M in e n o ,     K    S o g a ,     T     T a k e n a k a ,     Y    T e ra sh i m a .   In teg ra ted   p ro t o c o l  fo r o p t imize d   li n k   sta te  ro u ti n g   a n d   lo c a li za t io n :    OL S R - L ,  S im u latio n     M o d e ll i n g     P ra c ti c e     a n d     T h e o ry .   2 0 1 1 ;   ( 1 9 );   1 7 1 1 – 1 7 2 2 .   [6 ]     He len   D,  A ri v a z h a g a n   D.  P o w e r  sa v in g   m e c h a n ism   f o r  A d - Ho c   Ne t w o rk   u sin g   3 G   f a st  d o r m a n c y   tec h n o l o g y .   In d ia n   J o u r n a l   o f  S c i e n c e   a n d   T e c h n o lo g y .   2 0 1 4 ;   7 (S 6 );  7 4 - 7 7 .   [7 ]     S h a n t h i  H J,  A n it a   E  M .   Per f o rm a n c e   a n a lys is  o f  b la c k   h o le a tt a c k s in   g e o g ra p h ica l  r o u ti n g   M ANE T .   2 0 1 4 .   [8 ]     H.  Nish iy a m a ,   D.   Ku d o h ,   N.  Ka t o   a n d   N.  Ka d o w a k i.   L o a d   b a la n c in g   a n d   Qo S   p ro v isio n in g   b a se d   o n   c o n g e sti o n   p re d ictio n   f o r  GEO/L EO  h y b ri d   sa telli te  n e two rk s .   P r o c e e d in g s  o f   th e   IEE E ,   v o l.   9 9 ,   n o . 1 1 ,   p p .   1 9 9 8 - 2 0 0 7 ,   No v e m b e r  2 0 1 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.