I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   13 ,   N o .   2 F e b r ua r y   201 9 ,   pp .   615~ 6 25   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 3 .i 2 . pp 615 - 625             615       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   L o w   l a t e n c y   a n d   e n e r g y   e f f i c i e n t   c l u st e r   b a sed  r o u t i n g   d e si g n   f o r   w i r e l e ss   sens o r   n e t w o r k       B as av ar aj   G . N 1 Ja i d h ar   C . D 2   1 D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   S c i e nc e   a nd   E ng i n e e r i ng ,   J a w a ha r l a l   N e h r T e c hno l o g i c a l   U ni v e r s i t y ,   A na nt pu r ,   I ndi a   2 c dj a i dh a r @ r e di f f m a i l . c o m       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   Ju n   22 ,   201 8   R e v i s e A ug   2 9 ,   2018   A c c e pt e S e p   14 ,   201 8       W i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k   ( W S N )   ha s   a t t a i ne w i de   a do pt i o a c r o s s   v a r i o us   s e c t o r s   a n i s   c o ns i d e r e d   t o   b e   ke y   c o m p o ne nt   o f   f ut ur e   r e a l - t i m e   a ppl i c a t i o s uc a s   B i g D a t a ,   I nt e r ne t   o f   t h i ng s   ( I o T )   e t c .   T he   m o de r n   a p pl i c a t i o r e q ui r e s   l o w   l a t e nc y   a nd  s c a l a bl e   r e al - t i m e   d a t a   a c c e s s   c o ns i de r i ng   h e t e r o g e ne o us   ne t w o r k .   H o w e v e r ,   p r o v i s i o ni ng   l o w   l a t e nc y   r e a l - t i m e   d a t a   a c c e s s   i nc ur s   e ne r g y   ov e r he a d   a m o ng   s e n s o r   de v i c e .   C l us t e r i ng   t e c hni q ue   a i de d   i n   pr o v i di ng   s c a l a bi l i t y   a nd  m i n i m i z i ng   e ne r gy   c o ns um pt i o a m o ng   s e ns o r   de v i c e .   H o w e v e r ,   i t   i nc ur s   e n e r g y   ov e r he a a m o ng   c l us t e r   he a a nd  s e ns o r   de v i c e   c l o s e r   t o   s i nk .   T o   a dd r e s s ,   m a ny   o pt i m i z a t i o n   t e c hni q u e   i s   be e pr e s e n t e d   i n   r e c e n t   t i m e   f o r   o pt i m a l   c l us t e r   s e l e c t i o n.   H o w e v e r ,   t h e s e   t e c hni que   a r e   de s i g ne d   c o ns i de r i ng   ho m o g e no us   ne t w o r k .   T o   a d dr e s s ,   t hi s   w o r pr e s e nt e d   L o w   L a t e nc y   a nd  E ne r g y   E f f i c i e nt   R o ut i ng   ( L L E E R )   d e s i g f o r   he t e r o g e ne o us   W S N .   T he   L L E E R   a do pt s   m u l t i - o bj e c t i v e   f unc t i o s uc a s   c o nne c t i v i t y ,   c o nne c t i o t i m e ,   r a di o   s i g na l   s t r e ng t h ,   c o v e r a g e   t i m e ,   a nd  ne t w o r k   t r a f f i c   f o r   c l us t e r   he a d   a nd   ho p   no de   s e l e c t i o n.   E x pe r i m e n t   a r e   c o nduc t e t o   e v a l ua t e   L L E E R   de s i g s ho w s   s i g ni f i c a n t   pe r f o r m a nc e   i m pr o v e m e nt   o v e r   s t a t e - of - a r t   m o de l   i n   t e r m s   o f   ne t w o r k   l i f e t i m e   c o ns i de r i ng   t o t a l   no de   de a t h ,   f i r s t   no de   de a t h ,   a nd   l o s s   o f   c o nn e c t i v i t y ,   c o m m uni c a t i o o v e r he a d,   a nd   pa c ke t   t r a ns m i s s i o l a t e nc y .   P r o po s e d   L L E E R   br i n g s   a   g o od   t r a de - o f f   be t w e e e ne r gy   e f f i c i e nc y ,   a nd  l a t e nc y   r e qui r e m e nt   o f   f ut u r e   r e a l - t i m e   a ppl i c a t i o n.   Ke y w or d s :   Cl us t e r i n g   Cr o s s   l a y e r   H o t ra n s m i s s i o n   L i f e t i m e   W S N   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   B a s a v a r a j   G . N   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S c i e n c e   a nd  E n g i n e e r i ng   J a w a h a rl a l   N e hr u   T e c hn o l o gi c a l   U ni v e r s i t y   A na n t p u r ,   A n d hra   P ra de s h ,   I n d i a   E m a i l :   b a s a v a ra j g n @ g m a i l . c o m           1.   I N TR O D U C TI O N   W i t h   t h e   g r o w t h   o f   s e n s o r   t e c hn o l o gi e s ,   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r (W S N ha s   a t t a i n e d   a s   a   m o s t   s o r t e d   o ut   n e t w o r a r c hi t e c t u r e   o f   f ut u r e   w i r e l e s s   b a s e a pp l i c a t i o a nd   c o m m u n i c a t i o n   s e r v i c e s .   F o e xa m pl e ,   i t   i s   a do pt e i t h e   f i e l d   o f   h e a l t c a r e   m o ni t o ri n g ,   i nt e l l i ge nt   t r a n s po rt a t i o n ,   r o b o t i c s ,   i n dus t ri a l   m a n uf a c t u r e ,     e t c   [1].   F u r t h e r,   W S N   ha s   b e e n   a pp l i e d   i v a r i o us   r e a l - t i m e   a nd  n o n - r e a l - t i m e   s m a rt   a n d   i nt e l l i ge nt   a ppl i c a t i o n s ,   s uc a s ,   T ra i ni n M o n i t o r i ng  S y s t e m   [2],   s m a rt   c i t y   [3]  a n o t h e r   a pp l i c a t i o n   [4] ,   e t c .   A   f o r e m o s t   r e s po n s i b i l i t y   of   t h e   W S N s   i s   a c c ur a t e l y   s e n s i n g   a nd  g a t h e r i n g   us e f ul   i n f o r m a t i o n ,   s uc a s ,   t h e   m e a s u r e m e n t s   of   hum i di t y ,   a i qua l i t y ,   c h e m i c a l   i n f o r m a t i o n,   a n d   b i o m e di c a l   a nd   y i e l di n g   s e n s e b i g   d a t a   f o r   f ut u r e   a na l y s i s   [5].   A t   t h e   s a m e   i n s t a n c e ,   c l o ud - c o m put i n g   e na b l e t e c hn o l o gi e s ,   s uc h   a s   F o g - R A N   [6]  a n Cl o ud - R A N   [7],   off e r   W S N s   w i t t h e   b e n e f i t s   o f   c o m put a t i o n ,   c o m m u ni c a t i o a nd   s t o ra ge   r e s o ur c e s   [8] ,   a s   w e l l   a s   a   p r o m i s i n g   m e t h o t o   m a na ge   a nd  p r o c e s s   of   m a s s i v e   a gg r e ga t e d a t a   [ 9 ].   T h e   s e n s o r   de v i c e   a r e   pl a c e i n   h a z a rdo us   l o c a t i o n   w e r e   r e c ha r g i n o r   r e p l a c i n g   o f   b a t t e r y   i s   i m po s s i b l e ,   w h e r e   hum a m o n i t o ri n g   c o m p r i s e s   h u ge   ri s k.   T h e   s e n s o de v i c e   c a b e   e v e n t   o t i m e   d ri v e n ,   i Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   13 ,   N o .   2 F e b r ua r y   2019   :     615     6 25   616   bo t h   c a s e s   t h e   e n e r gy   o f   b a t t e r y   i s   de pl e t e e xp o n e n t i a l l y .   T h e   s e n s e d a t a   a r e   e i t h e r   t r a n s m i t t e t o   t h e   n e i g h b o uri n de v i c e s   o r   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n .   I s o m e   s c e n a ri o   s a m e   d a t a   i s   t ra n s m i t t e t o   b a s e   s t a t i o n.   T h us   a f fe c t i n g   e n e r gy   e ff i c i e n c y   of   W S N .   T o   o v e r c o m e   t h e   r e d unda n c y   i s s ue   a n d   m a ke   n e t w o r m o r e   e n e rg y   e ff i c i e n t   d a t a   a gg r e ga t i o t e c hn i que   i s   us e i [10] .   T o   p r o v i s i o n   r e a l - t i m e   a c c e s s   [11]  t o   s e n s o da t a   f o r   r e l i a b l e   i n dus t ri e s   a p pl i c a t i o n ,   a c c ur a t e   g a t h e ri n g   a n d   p r o c e s s i n g   o f   i nfo r m a t i o i s   r e qui r e d   [12] .   H ow e v e r ,   pe r f o r m i ng  da t a   a gg r e ga t i o n   po s s e s s   a   c h a l l e n ge   f o r   w h i c h   a   s o l ut i o i s   p r e s e n t e d   i [13 ].   T o   p r o v i de   e ff i c i e n t   da t a   a gg r e ga t i o n,   e n e r gy   p r e s e r v a t i o s c h e m e   i s   p r e s e nt e [ 14] .   E n e r gy   pr e s e r v a t i o r o ut i n g   de s i g a do pt i ng  c l us t e r i ng  p r o t o c o l   s uc h   a s   H E E D   a n L E A CH   ha s   b e e n   pr e s e nt e i [15] .   H ow e ve r ,   t h e y   i n c ur s   e n e r gy   ov e r h e a d   a m o ng  c l us t e h e a d   a n d   a r e   n o t   e f f i c i e n t   f o r   r e l a t i v e l y   l a rge   n e t w o r [16 b e c a us e   di r e c t   t ra n s m i s s i o of   da t a   t hr o ug c l us t e h e a d   t o w a r d   s i nk   i s   n o t   a   f e a s i b l e   s t ra t e g y   fo r   s uc n e t w o r k.   T o   o v e r c o m e   [17]  de s i g n e a   r o ut i n g   t e c hni que   f o r   h o de v i c e   s e l e c t i o n   f o r   c l us t e n e t w o r t o   e nha n c e   l i f e t i m e   o f   W S N s .   H ow e ve r ,   i t   i n c ur s   hi g c o m m u n i c a t i o n   o v e r h e a due   t o   c ha nn e l   c o n t e nt i o a m o n g   h o de v i c e   a n c l us t e r   de v i c e   a nd  o pt i m i z i n g   i t   i s   N P - de t e rm i ni s t i c .   In  [18 p r e s e n t e d   a e n e r gy   e ff i c i e n t   de s i g f o r   l a r ge   s e n s o n e t w o r a do pt i n g   f uz z y   b a s e c l us t e r i ng  a pp r o a c h.   H ow e v e r ,   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   i s   n o t   e f f i c i e n t ,   t he   c l us t e h e a d   de v i c e s   c l o s e r   t o   t h e   b a s e   s t a t i o di e s   ra pi d l y .   T o   ov e r c o m e   t h e   i s s ue s ,   [19]  p r e s e nt e a   c l us t e ri n de s i g n   us i n t y pe - f uz z y   l o gi c   (T 2F L ).   T h e   m o de l   d i s t r i b ut e d   l o a d   a m o n g   s e n s o de v i c e s   w h i c a i de d   i i m p r o v i n g   t h e   l i f e t i m e   o f   s e n s o n e t w o r k.   H ow e ve r ,   T 2F L   c l us t e ri n g   a pp r o a c i s   de s i g n e d   c o n s i de r i n g   h o m o ge n o us   n e t w o r k.   T h e r e f o r e ,   t h e   f ut u r e   r o ut i n m o de l   s h o ul n e e t o   c o n s i de r   t h e   h e t e r o ge n e i t y   re qui r e m e nt   o f   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r a n i t s   a ppl i c a t i o n s   [ 20 - 23] .   T o   a c c um u l a t e   a n d   c o m m u ni c a t e   t h e s e   da t a   i n   r e a l - t i m e   e ff i c i e n t   de s i g a r e   r e qui r e d .   In  [24]   p r e s e nt e a   d a t a   g a t h e r i ng  m o de l ,   [ 25]  p r e s e n t e a   e ff i c i e n t   da t a   r o ut i ng  m o de l   a do pt i ng  c l us t e ri n g   a pp r o a c h,   [2 6]  p r e s e nt e da t a   f o r e c a s t i n t e c hn i que   f o r   c l us t e r   b a s e W S N s ,   a n [27] ,   [28]   p r e s e n t e c r o s s   l a y e r   a pp r o a c h   f o r   c l us t e b a s e W S N s .   T h e   m o de l   [24 - 28]   m i ni m i z e e n e r gy   c o n s um p t i o o f   s e n s o r   de v i c e .   H ow e ve r ,   d i n o t   c o n s i de r e a nd  f a i l e t o   m i n i m i z e   da t a   a c c e s s   l a t e n c y .   T o   a dd r e s s   l a t e n c y   i s s ue s ,   o pt i m i z a t i o n   f un c t i o a do pt i n g   e v o l ut i o n a r y   c o m put i n f o c l us t e r   f o r m a t i o n   i s   p r e s e nt e [2 9].   H ow e ve r ,   e xt e n s i v e   a n a l y s i s   c a rri e o ut   i [30]   s h o w s   t h a t   e v o l ut i o n a r y   c o m put i n g   f o r   h e t e r o ge n e o us   w i r e l e s s   s e n s o n e t w o r i n c u r s   c o m put a t i o n   o v e rh e a d   a m o n g   s e n s o n o de s .   T h us ,   a f fe c t i ng  t h e   pe r f o r m a n c e   o f   W S N .   I [31]   p r e s e nt e c l us t e r i ng  a pp r o a c h   f o r   h e t e r o ge n e o us   W S N   us i n t r e e   s t r uc t ur e .   T h e   m o de l   c o n s i de r e l i nk  qu a l i t y   a n p a c ke t   l o s s   r a t e   t o   m i ni m i z e   e n e rgy   c o n s um pt i o n   o f   s e n s o r   n o de .   H ow e ve r ,   t h e   m o de l   di n o t   c o n s i de r e da t a   a c c e s s   l a t e n c y .     T o   o ve r c o m e   t h e   r e s e a r c c h a l l e n ge s   t h i s   w o r p r e s e n t e l ow   l a t e n c y   a n d   e n e r gy   e f f i c i e n t   r o ut i ng  (L L E E R de s i gn  f o r   W S N   c o n s i de r i n g   h e t e r o ge n e o us   a n m o b i l e   s e n s o r   n e t w o r k.   T h e   L L E E R   t e c hni que   a do pt   bo t h   c l us t e a nd  h o b a s e t ra n s m i s s i o n .   F i r s t l y ,   t h i s   w o r p re s e n t   a e f f i c i e n t   c l us t e r   h e a d   s e l e c t i o n   t e c hn i q ue   us i n m ul t i   o b j e c t i ve   f un c t i o n   s uc a s   c o nn e c t i v i t y ,   c o n n e c t i o n   t i m e ,   ra di o   s i g na l   s t r e ngt h   a n c o v e r a ge   t i m e .   T h e   c l us t e h e a a gg r e g a t e s   da t a   f r o m   i t s   c l us t e r   m e m b e r .   S e c o n dl y ,   L L E E R   t e c hn i que s   b ui l d   a   r o ut i ng/ t r a n s m i s s i o p a t f o r m a t i o t o   c o l l e c t   a n a gg r e ga t e s   da t a   i n f o r m a t i o f r o m   c l us t e h e a t o w a r s i nk.   T h i s   t ra n s m i s s i o i s   c a rri e o ut   di r e c t l y   o r   t hr o ug h   s e t   o f   t r a ns m i s s i o n   p a t n o de s .   T h e   t r a n s m i s s i o n   p a t h   n o de s   i s   b ui l t   us i n g   m u l t i - o b j e c t i ve   f un c t i o n   s i m i l a t o   c l us t e r   h e a s e l e c t i o n   a l o n w i t h   t r a f f i c   pa r a m e t e r .   D a t a   a gg r e ga t i o i s   pe r f o r m e b o t i c l us t e r   h e a a n d   a s   w e l l   a s   i t ra n s m i s s i o p a t n o de   t h us   m i n i m i z i n g   t r a f f i c   a n i m p r o v i n e n e r gy   e ff i c i e n c y   of   s e n s o r   n e t w o r k.   T h e   Co nt r i b ut i o n   o f   r e s e a r c h   w o r i s   a s   f o l l ow s :   a.   T h i s   pa pe p r e s e nt e a   l o w   l a t e n c y   a n d   e n e r gy   e f f i c i e n t   r o ut i ng  de s i g f o r   m o b i l e   a n d   h e t e r o ge n e o us   W S N .   b.   O ur  m o de l   a do pt s   b o t c l us t e r   a n d   h o b a s e t r a n s m i s s i o n .   c.   D a t a   a g g r e ga t i o i s   pe r f o r m e b o t a t   c l us t e r   h e a l e v e l   a nd  T r a n s m i s s i o n   p a t n o de   l e v e l   t h us   m i n i m i z i ng  n e t w o r l o a d   a nd  i m p r o v i n e n e r gy   e ff i c i e n c y   of   s e n s o r   n e t w o r k.   d.   N o   pri o w o r ha s   c o n s i de r e c l us t e h e a d   a n d   h o p   s e l e c t i o de s i gn  c o n s i de r i ng   h e t e r o ge n e o us   a n d   m o b i l e   s e n s o r   e n v i r o n m e nt .     e.   N o   pr i o r   w o r ha s   c o n s i de r e l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o c o n s i de r i n g   t o t a l   n o de   de a t h,   f i r s t   n o de   de a t a n l o s s   of   c o n n e c t i v i t y   c o n s i de r i n g   h e t e r o ge n e o us   W S N s .   f.   P e r f o r m a n c e   o f   l i f e t i m e   a na l y s i s   i s   c a rr i e o ut   c o n s i de r i ng  t o t a l   de v i c e   de a t h,   f i r s t   s e n s o r   de v i c e   de a t h,   a n l o s s   of   c o nn e c t i v i t y .   g.   T h e   m o de l   m i n i m i z e   e n e r gy   c o n s um pt i o o f   s e n s o r   de v i c e ,   m i n i m i z e   l a t e n c y   a n d   c o m m u ni c a t i o o v e r h e a d   of   r e a l - t i m e   d a t a   a c c e s s   a n d   m a x i m i z e   l i f e t i m e   o f   W S N .   T h e   p a pe o r g a n i z a t i o n   i s   a s   f o l l ow s :   T h e   p r o po s e l ow   l a t e n c y   a n e n e r gy   e ff i c i e n t   c l us t e ri n g   t e c hn i q ue   a r e   p r e s e n t e d   i S e c t i o n   II.   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   a n d   t h e   e xpe ri m e n t a l   s t u dy   a r e   p r e s e nt e i n   s e c t i o III.   R e s ul t   a nd  di s c us s i o n   i s   p r e s e n t e i n   pe n u l t i m a t e   s e c t i o n .   T h e   c o n c l udi n g   r e m a rk  a nd  f ut u r e   w o r i s   di s c us s e i t h e   l a s t   s e c t i o n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L o w   l at e n c y   an e ne r g y   e f f i c i e nt   c l us t e r   bas e r o ut i ng  de s i g f or   w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k   ( B as av ar aj   G . N )   617   2.   LO W   LA TEN C Y   A N D   EN ER G Y   EF F I C I EN R O U TI N G   D ES I G N   F O R   WS N       H e r e   t h e   a ut h o p r o po s e s   a   l o w   l a t e n c y   a nd   e n e r gy   e ff i c i e n t   r o ut i n g   (L L E E R de s i g f o w i r e l e s s   s e n s o n e t w o r k .   T h e   L L E E R   m o de l   i s   c o m po s e of   i n i t i a l i z a t i o s t a ge   a n d   t r a n s m i s s i o s t a ge .   I i ni t i a l i z a t i o n   s t a ge ,   c l us t e r   f o r m a t i o n   a nd  t ra n s m i s s i o n   p a t f o r m a t i o n   (T P F i s   c a rri e o ut   t o   o b t a i n   i de a l   pa t h   a m o n c l us t e m e m b e r   (CM )   a nd  s i n k / b a s e   s t a t i o n   i . e . ,   r e pr e s e nt e a s   i n t ra   c l us t e r   a n d   t ra n s i t i o pa t h   f o r m a t i o c o m m uni c a t i o n .   T h e n ,   t h e   t ra n s m i s s i o s t a ge   i s   i ni t i a l i z e t o   t ra n s m i t   pa c ke t s   f r o m   t h e   c l us t e m e m b e n o de s   t o   t h e   s i n k .   T h e   a r c h i t e c t ur e   o f   p r o po s e L L E E R   i s   p r e s e nt e i b e l ow   F i gur e   1.           F i gu r e   1 .   A r c h i t e c t ur e   o f   P r o po s e L L E E R   M o de l       2. 1 .      I n i t i al i z ati o n   s tage   Ini t i a l i z a t i o s t a ge   i s   c o m po s e of   i n t ra   c l us t e a n d   t ra n s m i s s i o pa t f o r m a t i o c o m m u n i c a t i o pr o c e s s .   I n   i n t ra   c l us t e r   c o m m u ni c a t i o p r o c e s s ,   a l l   t h e   s e n s o de v i c e   e l e c t s   t h e   c l us t e r   h e a ( CH us i n g   t hr e s h o l p a r a m e t e r ,   a n b ui l ds   c l us t e r   w i t h   b e s t   ra di o   s i g na l   s t r e n g t h   (R S S ),   c o nn e c t i v i t y ,   c o n n e c t i o n   t i m e   a n c o ve r a ge   t i m e .   P o s t   c o m pl e t i o n   o f   i nt r a   c l us t e r   c o m m uni c a t i o n ,   t ra n s m i s s i o n   pa t f o r m a t i o n   c o m m uni c a t i o i s   i ni t i a l i z e d ,   w h i c h   o b t a i n s   p a c ke t s   f r o m   i t s   CH   a n d   t h e t ra n s m i t   t h e   a g g r e ga t e d   d a t a   t o w a r ds   i t s   s i n k .     L e t   c o n s i de a l l   t h e   CH   t o   b e   a s s o c i a t e w i t t ra n s m i s s i o n   p a t n o de   ( T P N ),   a n d   a l l   t h e   T P N   a s s o c i a t e w i t s i n k   w h i c h   b ui l ds   t h e   T P F .     2. 2 .       In t r c l u s te r   c o m mu n i c ati o n   p h as e   L e t   c o n s i de a   l a rge   a n d   de n s e l y   po pul a t e d   w i r e l e s s   s e n s o ne t w o r k.   I i ni t i a l i z a t i o s t a ge ,   t h e   s e n s o r   de v i c e   l o c a t i o i s   i de nt i f i e us i n g   b e a c o n   s i g na l .   O n c e   t h e   s e n s o de v i c e s   l o c a t i o a r e   i de nt i f i e d,   CH   s e l e c t i o n   m e t h o do l o g y   i s   us e t o   s e l e c t   t h e   CH .   I t hi s   w o r k,   t h e   CH   s e l e c t i o n   i s   b a s e o n   t hr e s h o l d   pa ra m e t e r   ℕℂ   c o n n e c t i v i t y   ℕℂ ,   c o nn e c t i o n   t i m e    ℕℂ ( , + ) ,   a n c o v e r a ge   t i m e   ℕℂ ( , + ) .   P o s t   c o m pl e t i o o f   C H   s e l e c t i o n ,   T P F   c o n s t r uc t i o n   i s   i ni t i a l i z e d .   I t hi s   w o r k   t h e   t hr e s h o l p a ra m e t e r   ℕℂ   i s   c o m put e us i n g     (1)   by   a ddi ng  f l a pa ra m e t e r   w i t h   m u l t i pl i c a t i o n   o f   f a c t o r s   s uc a s   re m a i ni n e n e r gy ,   n u m b e r   o f   n e i g h b o ur i n g   s e n s o de v i c e s ,   c urr e nt   s pe e d   a nd   c ov e r a ge   d i s t a n c e   o f   s e n s o de vi c e s .   L e t       b e   t h e   f l a g   (s e t ,   = 0   f o r   s e n o de v i c e s   h a v i n g   h i g h   p r o b a b i l i t y   t o   a c t   a s   CH   fo r   p r e s e nt   r o u n d   b a s e o ℕℂ   a n d   = 1   f o r   p r e c e di n g   r o un d   CH ),     i s   t h e   p r e s e nt   s e n s o de v i c e s   e n e rgy ,     i s   t h e   num b e o f   c l us t e m e m b e r   n o de s   o t h i s   r o u n d ,     i s   t h e   s e n s o r   de v i c e   pr e s e n t   s pe e d,     i s   t h e   p r e s e n t   c o v e r a ge   ra di us   of   s e n s o r   de v i c e ,     i s   t h e   i ni t i a l   e n e r gy   of  s e n o r   de v i c e ,     i s   t h e   m a x i m u m   n u m b e r   o f   c l us t e r   m e m b e r s   pe r   r o u n d ,   is   t h e   s e n s o de v i c e   m a x i m u m   c ove r a ge   ra di us ,   a n d     i s   t h e   s e n s o r   de v i c e s   m a x i m u m   s pe e d.   H e r e   w e   c o n s i de ( ( ) ( + ) )   i n s t e a d   o f   ( )   i o r de t o   a v o i s e l e c t i o of  hi g m o b i l i t y   s e n s o r   de v i c e   a s   CH .   T h e n,   t h e   ( ( ) ( + ) )   i s   c o n s i de re t o   s e l e c t   CH   w i t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   13 ,   N o .   2 F e b r ua r y   2019   :     615     6 25   618   m a x i m u m   c o ve r a ge   di s t a n c e .   S ub s e que n t l y ,   t h e     i s   t h e   de ri v a t i v e   f r o m   c u rr e nt   n u m b e r   o f   s e n s o de v i c e s   o r   e xpe c t e n um b e o f   s e n s o r   de v i c e s   i n   e a c h   c l us t e r,   w h i c i s   o b t a i n e i n     (10 ).   T h e   s e n s o de v i c e s   w i t h   m a x i m u m   n u m b e r   o f   c l us t e r   m e m b e r,   ra di o   s i g n a l   s t r e n g t h,   r e m a i ni n g   e n e r gy   a n d   c o nn e c t i o n   t i m e   c a b e   s e l e c t e a s   CH .       ℕℂ = + (    + + ) .   (1)     It   i s   c o n s i de r e t h a t   t w o   di m e n s i o n a l   n e t w o r k   po s i t i o o f   CH     a n d   s e n s o de v i c e     a t   i n s t a n c e     i s   de s c r i b e a s   f o l l ow s     = + c o s ;       = + si n           = + c o s ;       = + si n ,         (2)     w h e r e   ( , )   i s   t h e   l o c a t i o o f   pr i m a r y   s e n s o r   de v i c e ,     i s   t h e   a ngl e   of   m o v i n p a t a m o n g   ( , )   i s   t h e   s pe e d,     i s   t h e   c o nn e c t i o n   t i m e   a nd  o r     i s   t h e   p r e s e n t   l o c a t i o o f     o r     a t   i n s t a n c e   .   T h e n,   t h e   s ub s c r i pt   ( , )   c o rr e s po n ds   t o   s e n s o de v i c e     a n d   CH     r e s pe c t i v e l y .   L e t   t h e   ℕℂ ( )   b e   t h e   di s t a n c e   a m o n CH   a n d   c l us t e m e m b e a t   a n y   i n s t a n c e     i s   o b t a i n e a s   f o l l ow s     [ ℕℂ ( ) ] 2 [ ( ) 2 + ( ) 2 ]   (3)     E a c h   s e n s o r   de v i c e   ob t a i n s   a dv e rt i s e m e n t   m e s s a ge   a t   i n s t a n c e   = 0   f r o m   a n y   o n e   o f   t h e   CH s .   T h e r e f o r e ,     (3)   c a n   b e   s i m pl i f i e a s   f o l l ow s     [ ℕℂ ( ) ] 2 [ ( ) 2 + ( ) 2 ] ,    = 0   (4)     N ow ,   t h e   c o nn e c t i o i n s t a n c e    ℕℂ ( + + )   i s   t h e   d i f fe r e n c e   a m o n g   ℕℂ ( )   a n d    ℕℂ ( + )   a t   i n s t a n c e     a nd   + .   L e t    ℕℂ ( + + )   c a n   b e   o b t a i n e d   f r o m     (4) .      ℕℂ ( + + ) = ℕℂ ( ) ℕℂ ( + ) ,    ( , ) , = 0 , 1 , 2 , 3 , , .   (5)     H ow e ve r ,   f o r    ℕℂ ( + + ) = 0 ,   t h e r e   i s   n o   m o b i l e   s e n s o r   de v i c e s   w i t h   i n   a   c l us t e r.    ℕℂ ( + + )   i s   a   po s i t i v e   pa r a m e t e r   f o r   c l us t e m e m b e r   a nd  CH   m o v i n g   t o w a r ds   e a c o t h e r;    ℕℂ ( + + )   i s   a   n e ga t i v e   pa ra m e t e r   f o r   s e n s o de v i c e s   i n   a   c l us t e r   m o v i n a w a y   f r o m   CH .   T h e n,   t h e   r a di o   s i g na l   s t r e n g t i n di c a t o pa ra m e t e   c a b e   c o m put e a t   a n y   i n s t a c e     a nd  +   a s   fo l l ow s     ℕℂ ( ) = ℕℂ ( ) ℕℂ     ℕℂ ( + ) = ℕℂ ( + ) ℕℂ ,   (6)     w h e r e   ℕℂ   i s   t h e   p r e s e n t   t hr e s h o l p a r a m e t e r   a n d   ℕℂ   i s   t h e   m i n i m u m   t hr e s h o l d   pa ra m e t e r   a t   i n s t a n c e     or   + .   If     i s   a   po s i t i v e   pa r a m e t e r,   t h e   CM s   a s s o c i a t e s   w i t h   a pp r o pri a t e   c l us t e r   a n c o m m u ni c a t e   w i t i t s   r e s pe c t i ve   CH .   Co n s i de r i ng  t hi s   s c e n a r i o ,   t h e   c o ve r a ge   t i m e   ℕℂ ( + )   i s   t h e   v a ri a n c e   a m o n g   ℕℂ ( )   a n d   ℕℂ ( + ) w h i c i s   o b t a i n e d   us i n g     (6)   a s   f o l l o w s     ℕℂ ( , + ) = ℕℂ ( ) ℕℂ ( + ) ,       ,   (7)     T h e   c l us t e m e m b e r   i s   c o n s i de r e t o   b e   m ov i n t o w a r ds   t h e   CH   w h e n e v e r   ℕℂ ( , + ) 0 ,   a n d   t h e   CM   i s   m o v i n a w a y   f r o m   CH   w h e n e v e r   ℕℂ ( , + ) 0 .   P o s t   t h a t ,   ℕℂ   i s   t h e   v a l ue   a l l o c a t e t o   s e n s o r   de v i c e     f o r   e v e r y   r o un d ,   w h i c de pi c t s   t h e   c o nn e c t i v i t y   s pe c i f i e r   w i t CH   .   Co n s i de ri n g   t hi s   s c e n a ri o ,   t h e     c h e c ks   ℕℂ   w i t h   o n e - h o n e i g h b o ur   n o de     t o   s e l e c t   i de a l   CH   o n   e a c h   s uc c e s s i v e   r o un d.   T h e   d i m e n s i o nl e s s   pa r a m e t e ℕℂ , ℕℂ , ℕℂ ,   a n d   ℕℂ   i s   a   l i n e a m i x t u r e   w i t c o n s t a nt   f a c t o r   ra n gi n g   b e t w e e n   z e r o   a nd  o n e .   T h e   c o n s t a n t   de pi c t s   t h e   c o s t s   o f   e a c h   f a c t o r   a nd  a r e   o b t a i n e d   a s   f o l l ow s     ℕℂ + ℕℂ + ℕℂ + ℕℂ = 1 .   (8)     T h e r e f o r e ,   us i ng    (8)   w e   c a o b t a i n   ℕℂ   a s   f o l l ow s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L o w   l at e n c y   an e ne r g y   e f f i c i e nt   c l us t e r   bas e r o ut i ng  de s i g f or   w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k   ( B as av ar aj   G . N )   619   ℕℂ = ( ℕℂ    ) + ( ℕℂ ( 1 ℕℂ ℕℂ ) ) + ( ℕℂ ℂℕ ℕℂ ( ) ℕℂ ( ) ) + ( ℕℂ  ℕℂ ) ,   (9)     w h e r e     i s   t h e   c u rr e nt   e n e r gy   l e v e l   o f   CH ,     i s   t h e   i n i t i a l   e n e r g y ,     i s   t h e   num b e o f   p r e s e n t   CM s   f o CH   ℕℂ   i s   t h e   p r e s e n t   R S S l e v e l   r a ngi n g   f r o m     a n d     a n d ,   ℕℂ i s   t h e   m i ni m um   e s s e n t i a l   R S S l e v e l   f r o m     a n d   ℂℕ   i s   m a xi m u m   c o ve r a ge   di s t a n c e   a m o ng     a n d   ℕℂ ( )   i s   t h e   d i s t a n c e   a m o n g     a n d     a t   a n y   i n s t a n c e   pe r i o d     i s   t h e   p r e s e n t   p a c ke t   f ra m e   du ra t i o f o   w h i c i s   c o m put e d   us i ng     (13)   a n d    ℕℂ   i s   t h e   p r e d i c t e c o n n e c t i o t i m e   f o r     s t a r t s   i t s   t ra n s m i s s i o t o   .     2. 3 .       P ac k e t/   t r affi c   d u r ati o n   c o m p u tati o n   H e r e   i t h i s   w o r k,   t h e   n um b e o f   e xpe c t e CM s     a n d   num b e o f   pr e s e nt   CM s     o e a c r o un d   i s   ob t a i n e a s   f o l l ow s     = ,   (10)     = ,   (11)     = (  + + ) ,   (12)     w h e r e     i s   t h e   p r e di c t a b l e   num b e r   o f   CM ,   i s   t h e   c u rr e n t   CM   f r o m   o n e   c l us t e r,     i s   t h e   t o t a l   n u m b e r   of  c urr e n t   s e n s o r   de v i c e ,     i s   t h e   CH ,     i s   t h e   t o t a l   n u m b e o f   T P N ,     i s   t h e   t o t a l   num b e o f   s e n s o de v i c e s   i W S N ,     i s   t h e   t o t a l   n u m b e r   o f   CM   o n   s l e e m o de ,     i s   t h e   num b e r   of   s e n s o r   de v i c e   de a d,     i s   t h e   n u m b e r   of   CH   de a d,   a n    i s   t h e   n e w l y   j o i n e CM   f r o m   a dj a c e n t / n e i gh b o ur  c l us t e o t hi s   r o u n d .   T h e r e fo r e ,   t h e   pr e s e nt   t i m e   pe r i o o f   t h e   da t a   pa c ke t     f r o m   e a c h   c l us t e i s   r e pr e s e nt e a s   f o l l ow s     =      =   (13)     w h e r e     i s   t h e   t ra n s m i s s i o b i t   ra t e   a n d     i s   t h e   d a t a   p a c ke t   l e n g t h .     2. 4 .       T r an s m i s s i o n   p ath   fo r m ati o n   c o mmu n i c ati o n   T h e   T P F   c o m m u ni c a t i o n   s t a ge   s t a rt s   po s t   c o m pl e t i o n   o f   i n t r a   c l us t e r   c o m m u ni c a t i o n   s t a ge .   I i nt r a   c l us t e r   s t a ge ,   t o   f o r m   c l us t e r,   t h e   s e n s o r   de v i c e s   e l e c t s   i t s e l f   a s   CH   t o   fo r m   a   c l us t e r,   t h e n   t h e   CH   i s   f ul l y   r e s po n s i b l e   c o l l e c t i n g   d a t a   f r o m   c l us t e m e m b e r,   pe r f o r m i n da t a   a gg r e g a t i o n   a n d   c l us t e r   m a i n t e n a n c e .   P o s t h a t ,   a   t r a n s m i s s i o pa t h   f o r m a t i o n   i s   i ni t i a l i z e d ,   w h i c h   c o nn e c t s   CH   t o   s i n k   o r   b a s e   s t a t i o n.   N o w ,   t h e   b a s e   s t a t i o i ni t i a l i z e   t h e   T P F   c r e a t i o p r o c e s s .   H e r e   b a s e o c o nn e c t i o t i m e   a n d   l o c a t i o o f   CH ,   a   f e w   s e n s o r   de v i c e s   a r e   c h o s e n   a s   t ra n s m i s s i o pa t n o de   ( T P N t o   p r o d uc e   T P F .     H ow e v e r ,   t h e s e   s e n s o de v i c e s   do   n t a ke   pa rt   i n   s e n s i n a n do e s   n o t   b e l o n gs   t o   a n y   c l us t e r   o n   t ha t   s pe c i f i c   r o und.   A s   a   r e s ul t ,   m a y   a c t   a s   a   n o rm a l   s e n s o r   de v i c e .   Co n s i de r i n g   t hi s   s c e n a ri o ,   t h e   s e l e c t i o o T P N   do e s   n o t   a f f e c t s   da t a   c o m m u ni c a t i o n   o r e s pe c t i v e   c l us t e r.   It   s h o ul d   ha v e   go o c o n n e c t i o t i m e   a m o ng  n e a r e s t   T P N   a n d   CH .   T h e   T P F   c r e a t i o i s   b a s e d   o n   c o nn e c t i o n ,   c o v e r a ge   t i m e ,   l o c a t i o o f   CH ,   a n d   c o nn e c t i v i t y   (i . e . ,   a m o n g   t h e   CH   a n d   T P N ).   I t   c l e a i T P N   c o m m uni c a t i o n .   A f t e t h e   i ni t i a l i z a t i o s t a ge   ( i . e . ,   a h e a d   i n t ra   c l us t e a n d   T P F ) ,   pa c ke t   t ra n s m i s s i o i s   c o m m e n c e i t h e   t r a n s m i s s i o n   s t a ge .   H e r e ,   a l l   t h e   CM s   t ra n s m i t   t h e   da t a   t o w a r ds   b a s e   s t a t i o o t h e   i de a l   pa t h.     2. 5 .       T r an s m i s s i o n   p ath   fo r m ati o n   c r e ati o n   T P F   i s   a   h i e ra r c hi c a l   pa t s t r uc t u r e ,   w hi c u t i l i z e   T P N   t o   c o l l e c t   t h e   p a c ke t   a m o n CH s   a n t r a n s m i t   t o   b a s e   s t a t i o n,   a n d   t ha t   c ov e r s   t h e   e n t i r e   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r ks .   H e r e ,   t h e   b a s e   s t a t i o n   c h o o s e s   t h e   T P N   b a s e o n   t h e   t hr e s h o l p a ra m e t e r ,   ra di o   s i g na l   s t r e n g t h,   c o nn e c t i o t i m e ,   c o m m u n i c a t i o n   ra n ge ,   a n c o n n e c t i v i t y   w h i c a i d   i r e duc i ng   t h e   e n e r gy   o ve rh e a d   a n t r a f f i c   o ve rh e a d   o f   t h e   e nt i r e   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k.   If   t h e   s e n s o r   de v i c e   a r e   o f   h i g m o b i l e   i na t u r e ,   t he t h e   s e l e c t e T P F   c a ke e t h e   a s s o c i a t i o w i t t h e   CH   f o a   l o n ge i n s t a n c e   a n d   t h e r e   i s   n o   n e c e s s i t y   t o   upda t e   i t h e   p a t s t r uc t u r e .   F o i m p r o v i n g   t h e   l i f e t i m e   of   n e t w o r k   a   n e w   T P N   i s   s e l e c t e e v e r y   i n s t a n c e   a   n e w   CH   a r e   e l e c t e ( i . e . ,   t h e   n e w   CH   a nd   T P N   i s   c h o s e n   o n   e v e r y   r o u n d) .   T h e   s e l e c t i o o f   N e w   T P N   i s   pe r f o r m e b y   b a s e   s t a t i o n ,   w h i c i s   b a s e o t h e   m o b i l i t y   of   t h e   n e w   CH .   T h e   T P N   c o l l e c t s   t h e   p a c ke t   f o r m   CH ,   a gg r e ga t e s   t h e   da t a   b y   r e m ov i n dupl i c a t e   i n f o rm a t i o a n d   t h e t ra n s m i t   t h e   da t a   pa c ke t   t o   t h e   n e xt   o r   a dj a c e nt   T P N .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   13 ,   N o .   2 F e b r ua r y   2019   :     615     6 25   620   2. 6 .       T r an s m i s s i o n   p ath   n o d e   c o m mu n i c ati o n   P o s t   c o m pl e t i o n   o f   i n t ra   c l us t e c o m m u ni c a t i o n   s t a ge ,   T P N   c o m m uni c a t i o i s   i n i t i a l i z e d.   H e r e ,   b a s e   s t a t i o c h o o s e s   t h e   f i r s t   T P N   b a s e o t hr e s h o l d   pa ra m e t e r,   c ov e r a ge   t i m e ,   c o nn e c t i o t i m e ,   c o nn e c t i v i t y ,   a nd  n e t w o r t ra f f i c / pa c ke t   du ra t i o n   T P F   o f   t h e   T P N .   P o s t   t ha t ,   T P N   c h e c ks   t h e   CH   i n   o n e - h o di s t a n c e   a n d   c r e a t e s   n e xt   T P N   t o   e xt e nt   t h e   r o ut i ng/ t r a n s m i s s i o n   p a t h/ t r e e   s t ruc t u re .   Co n s i de ri n g   t h e   s c e n a ri o   i f   n o   CH   i s   a v a i l a b l e   i n   o n e - h o di s t a n c e ,   t h e n   i t   w i l l   j us t   e l e c t   a l t e rna t i v e   T P N   i n   o n e - h o di s t a n c e   t o   s e a r c h   t h e   CH   a n d   e xt e n d   t h e   r o ut i ng  pa t s t r uc t u r e .   S ub s e que n t l y ,   T P F   m a ke s   a   c o m m u ni c a t i o n   l i nk  a m o n g   CH   a n d   b a s e   s t a t i o n .   T o   i de n t i fy   t h e   T P N   o T P F ,   t h e   t hr e s h o l d   v a l ue   i s   c o m put e by   a dd i n g   t h e   c o un t   o f   p r e c e di n g   n e i g h b o ur  de v i c e   o r   T P N   f r o m   t h e   b a s e   s t a t i o n   w i t m u l t i pl i e f a c t o r   s uc a s   r e m a i n i n g   e n e r gy ,   c urr e n t   c ov e r a ge   a n d   s pe e of   s e n s o r   de v i c e   (i . e . ,     i s   c o n s i de r e t o   i de nt i fy   t h e   T P N   f r o m   t h e   n e xt   h o o n e i g h b o ur  de v i c e a s   f o l l ow s      = + (    + + )   (14)     w h e r e     i s   t h e   h o c o un t   o f     f r o m   b a s e   s t a t i o i n   T P F   (i . e . ,     i s   s uppo s e t o   i de n t i fy   t h e   p r e c e di n g   T P F   o n e i g h b o ur   de v i c e   i T P F ) ,     i s   t h e   i ni t i a l   e n e r gy   of   s e n s o r   de v i c e ,     i s   t h e   c urr e n t   e n e r gy   of     i s   t h e   m a x i m u m   s pe e o f   s e n s o r   de v i c e ,     i s   t h e   c u rr e n t   s pe e o f     i s   t h e   m a xi m u m   c o ve r a ge   ra di us   o f   s e n s o de v i c e ,   a n d     i s   t h e   c u rr e n t   c ov e r a ge   r a di us   o f   .     2. 7 .       T r an s m i s s i o n   S tage   P o s t   c o m pl e t i o n   o f   i ni t i a l i z a t i o s t a ge ,   t ra n s m i s s i o s t a ge   i s   i n i t i a l i z e d.   I t ra n s m i s s i o s t a ge ,   a l l   t h e   CM s   t r a n s m i t   t h e   ga t h e r e da t a   i t s   r e s pe c t i v e   CH   i n   i t s   r e s pe c t i v e   s l o t t e t i m e .   T h e n,   t h e   CH   s t a r t s   ga t h e r i n g   da t a   a nd  a gg r e ga t e s   t h e   da t a   f r o m   i t s   CM s   a n i n   m e a n   t i m e   T P F   c o m m u n i c a t i o i s   i n i t i a l i z e d,   w h i c h   u t i l i z e d   s pe c t r um   [32 t o   t r a n s f e t h e   pa c ke t   f r o m   CH   t o   T P N   a n d   t he n   t o w a r ds   b a s e   s t a t i o n s .   H e r e ,   t h e   T P N   ga t h e r s   a n a gg r e g a t e s   t h e   da t a   f r o m   t h e   r e s pe c t i v e   CH   o r   T P N .       3.   S I M U LA TI O N   R ES U LT  A N D   A N N A LY S I S   T h i s   s e c t i o p r e s e n t   pe r f o r m a n c e   o f   pr o po s e L L E E R   m o de l   o v e r   e xi s t i n g   a l go ri t hm   u nde v a ri o us   pa r a m e t e t hr o ug s i m ul a t i o n.   T h e   s y s t e m   e n v i r o nm e n t   us e f o r   e xpe ri m e n t   a na l y s i s   i s   w i n do w s   10  e n t e r p r i s e s   e di t i o o pe ra t i ng   s y s t e m ,   I nt e l   P e nt i u m   I - 5   c l a s s ,   64 - b i t   Q ua c o r e   p r o c e s s o r ,   4G B   N V ID IA   CU D A   e na b l e de di c a t e g r a p h i c   c a r d ,   16G B   R A M .   T h e   S E N S O R IA   s i m ul a t o [33]  i s   us e t o   c a rr y   o ut   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o o f   L L E E R   ov e r   e xi s t i n g   a p p r o a c h e s   s uc a s   L E A CH   [11].   T h e   S E N S O R IA   S i m ul a t o a nd  L L E E R   a n L E A CH   i s   de s i g n e us i n C#  p r o gra m m i ng  l a n g ua ge .   T h i s   w o r c o n s i de r   L E A CH   p r o t o c o l   a s   a   c a s e   s t u d y   fo r   c o m pa r i s o n.   S i n c e ,   i t   i s   b e e n   us e a   s t a n da rd  f o r   c o m pa r i s o n   by   m a n y   e xi t i n g   a p p r o a c h e s   [11] .   T h e   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r i s   c o m po s e of   400  t o   12 00  s e n s o r   de v i c e s .   A l l   t h e   s e n s o r   de v i c e   a r e   ra n do m l y   pl a c e a c r o s s   s qua r e   r e gi o o f   50  50  s q ua r e   m e t e r s   w h i c h   i s   s t a t i c   i n   na t u r e ,   t h e   b a s e   s t a t i o i s   pl a c e a t   e dge   o f   t h e   n e t w o r (i . e . ,   =   0 ,   y   =   0)  o ut s i de   s e n s i n a r e a .   T h e   s i z e   o f   da t a   p a c k e t   i s   s e t   t o   2000  b i t s ,   t r a n s m i s s i o n   s pe e i s   s e t   t 100  b i t / s e c o n (s ) ,   b a n dw i dt i s   s e t   t o   5000  b i t / s e c o n d,   s e n s i ng  ra n ge   i s   s e t   t o   m a xi m u m   o f   m e t e ( m ),   t r a n s m i s s i o ra n ge   i s   s e t   t o   m a x i m um   o f   5m   w i t i n   c l us t e r,   a n d   d a t a   pa c ke t   p r o c e s s i n g   de l a y   i s   s e t   t o   0 . 1   s e c o n ds .   F u rt h e r   c o m m u ni c a t i o n   e n e r g y   pa ra m e t e r   s uc a s   i d l e   e n e r gy   c o n s um p t i o n   (E e l e c i s   s e t   t o   50   n j / b i t ,   R a di o   e n e r gy   di s s i pa t i o i s   s e t   t o   5 n j / b i t ,   A m p l i f i c a t i o e n e r gy   (E m p i s   s e t   t o   100   pJ / b i t / m 2 ,   a nd  I n i t i a l   e n e r gy   o f   s e n s o r   de v i c e s   i s   s e t   t o   0 . 1   J   t o   0. 2   J .       3. 1 .       L i f e ti m e   p e r f o r m an c e   e v al u ati o n   fo r   to tal   s e n s o r   d e v i c e   d e ath   H e r e   w e   o b t a i n e d   n e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o f   L L E E R   a n d   L E A CH   c o n s i de r i ng   t o t a l   s e n s o de v i c e   de a t u n de r   v a ri e s e n s o r   de v i c e s   w h i c i s   s h o w n   i F i gu r e   2 .   F r o m   f i gu r e   i t   c a b e   s e e n   t ha t   L L E E R   a c hi e v e s   s i gni f i c a nt   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o v e r   L E A CH   c o n s i de r i ng   v a ri e d   s e n s o de v i c e .   A   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o f   77. 68% ,   75 . 4% ,   80 . 82% ,   8 3. 57 %,   a n d   82. 41 i s   a c h i e v e by   L L E E R   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l   c o n s i de r i ng  400 ,   600,   8 00,   1 000,   a n d   12 00   s e n s o de v i c e s   re s pe c t i v e l y .   A a v e ra ge   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o 79. 78 i s   a c hi e v e by   L L E E R   ove r   L E A CH   p r o t o c o l .   F r o m   e xpe ri m e n t   o ut c o m e   i t   c a n   b e   s e e n   a s   s e n s o de v i c e   i n c r e a s e s   t h e   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o f   L E A CH   de gr a d e s   a nd  L L E E R   s t a b l e   w h i c s h o w s   L E A CH   i s   n o t   e ff i c i e n t   f o r   h i g h   d e n s i t y   n e t w o r a nd  L L E E R   i s   a da p t i v e   i na t u r e   i rr e s pe c t i v e   of   s e n s o r   de v i c e   s i z e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L o w   l at e n c y   an e ne r g y   e f f i c i e nt   c l us t e r   bas e r o ut i ng  de s i g f or   w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k   ( B as av ar aj   G . N )   621       F i gu r e   2 .   W S N   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   t o t a l   s e n s o de v i c e   de a t h       3. 2 .       L i f e ti m e   p e r fo r m an c e   e v al u ati o n   fo r   fi r s s e n s o r   d e v i c e   d e ath   H e r e   w e   o b t a i n e n e t w o r l i f e t i m e   pe r f o rm a n c e   o f   L L E E R   a n d   L E A CH   c o n s i de ri n f i r s t   s e n s o de v i c e   de a t u n de r   v a ri e s e n s o r   de v i c e s   w h i c i s   s h o w n   i F i gu r e   3 .   F r o m   f i gu r e   i t   c a b e   s e e n   t ha t   L L E E R   a c hi e v e s   s i gni f i c a nt   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o v e r   L E A CH   c o n s i de r i ng   v a ri e d   s e n s o de v i c e .   A   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o f   81. 86% ,   7 7. 5 1%,   87 . 89 %,   91 . 76% ,   a n d   89 . 1 7%  i s   a c hi e v e by   L L E E R   ove r   L E A CH   pr o t o c o l   c o n s i de r i ng  400 ,   600,   8 00,   1 000,   a n d   12 00   s e n s o de v i c e s   re s pe c t i v e l y .   A a v e ra ge   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o 85. 64 i s   a c hi e v e by   L L E E R   ove r   L E A CH   p r o t o c o l .   F r o m   e xpe ri m e n t   o ut c o m e   i t   c a n   b e   s e e n   a s   s e n s o de v i c e   i n c r e a s e s   t h e   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o f   L E A CH   de gr a d e s   a nd  L L E E R   s t a b l e   w h i c s h o w s   L E A CH   i s   n o t   e ff i c i e n t   f o r   h i g h   de n s i t y   n e t w o r a nd  L L E E R   i s   a da p t i v e   i na t u r e   i rr e s pe c t i v e   of   s e n s o r   de v i c e   s i z e .             F i gu r e   3 .   W S N   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   f i r s t   s e n s o de v i c e   de a t h       3. 3 .       L i f e ti m e   p e r fo r m an c e   e v al u ati o n   fo r   l o s s   o c o n n e c ti v i ty   H e r e   w e   ob t a i n e n e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o f   L L E E R   a n L E A CH   c o n s i de ri n l o s s   o c o n n e c t i v i t y   un de r   v a r i e d   s e n s o de v i c e s   w h i c i s   s h o w n   i n   F i gu r e   4.   F r o m   f i gu r e   i t   c a b e   s e e n   t ha t   L L E E R   a c hi e v e s   s i gni f i c a nt   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o v e r   L E A CH   c o n s i de r i ng   v a ri e d   s e n s o de v i c e .   A   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o f   81. 57% ,   7 9. 4 2%,   85 . 63 %,   87 . 23% ,   a n d   86 . 0 7%  i s   a c hi e v e by   L L E E R   ove r   L E A CH   pr o t o c o l   c o n s i de r i ng  400 ,   600,   8 00,   1 000,   a n d   12 00   s e n s o de v i c e s   re s pe c t i v e l y .   A a v e ra ge   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o 85. 78 i s   a c hi e v e by   L L E E R   ove r   L E A CH   p r o t o c o l .   F r o m   e xpe ri m e n t   o ut c o m e   i t   c a n   b e   s e e n   a s   s e n s o de v i c e   i n c r e a s e s   t h e   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o f   L E A CH   de gr a d e s   a nd  L L E E R   s t a b l e   w h i c s h o w s   L E A CH   i s   n o t   e ff i c i e n t   f o r   h i g h   de n s i t y   n e t w o r a nd  L L E E R   i s   a da p t i v e   i na t u r e   i rr e s pe c t i v e   of   s e n s o r   de v i c e   s i z e .     0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 N u m b e o f   ro u n d s   (s ) N u m b e o f   s e n s o d e v i c e s W S N L i f e t i m e   pe r f o r m a nc e   f o r   t o t a l   s e ns o r   de v i c e   de a t h L L E E R L E A CH 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 N u m b e o f   ro u n d s   (S ) N u m b e o f   s e n s o d e v i c e s W S N  L i f t i me   pe r f o r ma nc e   f o r   f i r s t   s e ns o r   de v i c e   de a t h L L E E R L E A CH Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   13 ,   N o .   2 F e b r ua r y   2019   :     615     6 25   622       F i gu r e   4 .   W S N   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   f i r s t   s e n s o de v i c e   de a t h       3. 4 .       C o m mu n i c ati o n   ov e r h e ad   p e r fo r m an c e   H e r e   w e   o b t a i n e d   c o m m u ni c a t i o o v e r h e a d   pe r f o r m a n c e   o L L E E R   a n d   L E A CH   c o n s i de ri n g   t o t a l   s e n s o r   de v i c e   de a t h   u nde v a r i e s e n s o r   de v i c e s   w h i c h   i s   s how n   i F i gu r e   5.   F r o m   f i gu r e   i t   c a b e   s e e n   t ha t   L L E E R   a c h i e v e s   s i gn i f i c a nt   r e duc t i o n   i c o m m u n i c a t i o o v e r h e a o v e r   L E A CH   c o n s i de r i ng  v a r i e s e n s o r   de v i c e .   A c o m m u ni c a t i o n   o v e r h e a r e duc t i o n   o f   24. 92 %,   1 9. 13% ,   48. 87% ,   41 . 88 %,   a nd  47 . 39 i s   a c h i e v e d   by   L L E E R   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l   c o n s i de ri n 400,   600 ,   800 ,   1000,   a n 1200  s e n s o r   de v i c e s   r e s pe c t i ve l y .   A n   a v e r a ge   c o m m u n i c a t i o o v e r h e a d   r e duc t i o o f   36. 19%   i s   a c hi e v e by   L L E E R   o ve L E A CH   p r o t o c o l .   F r o m   e xpe r i m e nt   o ut c o m e   i t   c a b e   s e e a s   s e n s o de v i c e   i n c r e a s e s   t h e   c o m m u n i c a t i o o v e rh e a d   pe r f o r m a n c e   o L E A CH   de gr a de s   s i g ni f i c a n t l y   w h e n   c o m pa r e d   t o   L L E E R   w h i c h   s h o w s   L E A CH   i s   n o t   e f f i c i e n t   f o r   h i g de n s i t y   n e t w o r a n d   L L E E R   i s   a d a pt i v e   i n   na t u r e   i rr e s pe c t i v e   of   s e n s o r   de v i c e   s i z e .             F i gu r e   5 .   Co m m u n i c a t i o n   o v e r h e a pe r f o r m a n c e   c o n s i de ri n g   v a ri e s e n s o r   de v i c e       3. 5 .       P ac k e t   t r an s m i s s i o n   l at e n c y   p e r fo r m an c e   H e r e   w e   ob t a i n e d   pa c ke t   t r a n s m i s s i o n   l a t e n c y   pe r f o r m a n c e   o f   L L E E R   a n d   L E A CH   c o n s i de ri n g   t o t a l   s e n s o r   de v i c e   de a t h   u nde v a r i e s e n s o r   de v i c e s   w h i c h   i s   s how n   i F i gu r e   6.   F r o m   f i gu r e   i t   c a b e   s e e n   t ha t   L L E E R   a c hi e v e s   s i gn i f i c a n t   r e duc t i o n   i t ra n s m i s s i o l a t e n c y   ov e r   L E A CH   c o n s i de ri n g   v a ri e s e n s o r   de v i c e .   A   t ra n s m i s s i o l a t e n c y   r e duc t i o n   o f   42. 2 4% ,   4 8. 64 %,   48 . 95 %,   41. 54% ,   a n d   47 . 72%   i s   a c hi e v e by   L L E E ov e r   L E A CH   pr o t o c o l   c o n s i de ri n 4 00,   600 ,   8 00,   1000 ,   a nd  1200   s e n s o r   de v i c e s   r e s pe c t i v e l y .   A n   a v e r a ge   tr a n s m i s s i o l a t e n c y   r e duc t i o n   o f   45. 42%   i s   a c hi e v e by   L L E E R   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l .   F r o m   e xpe r i m e n t   o ut c o m e   i t   c a n   b e   s e e n   a s   s e n s o r   de v i c e   i n c r e a s e s   t h e   t r a n s m i s s i o n   l a t e n c y   pe r fo r m a n c e   o f   L E A C H   de gr a de s   s i g n i f i c a n t l y   w h e c o m pa r e t o   L L E E R   w hi c s h o w s   L E A CH   i s   n o t   e f f i c i e n t   f o r   h i g de n s i t y   n e t w o r a n d   L L E E R   i s   a d a p t i v e   i n   na t u r e   i rr e s pe c t i v e   o f   s e n s o r   de v i c e   s i z e .       0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 N u m b e o f   ro u n d s   (s ) N u m b e o f   s e n s o d e v i c e s W S N L i f t i m e   pe r f o r m a nc e   f o r   l o s s   o f   c o nne c t i v i t y L L E E R L E A CH 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 Co m m u n i c a t i o n   o v e rh e a d N u m b e o f   s e n s o d e v i c e s C o m m ui c a t i o Ov e r he a d L L E E R L E A CH Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       L o w   l at e n c y   an e ne r g y   e f f i c i e nt   c l us t e r   bas e r o ut i ng  de s i g f or   w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k   ( B as av ar aj   G . N )   623       F i gu r e   6 .   P a c ke t   t ra n s m i s s i o l a t e n c y   pe r f o r m a n c e   c o n s i de r i n g   v a r i e s e n s o de v i c e       4.   R ES U LT  A N D   D I S C U S S I O N   T h i s   w o r c a rr i e o ut   e xpe r i m e nt   a n a l y s i s   o n   v a ri o us   pe r f o r m a n c e   pa r a m e t e s uc h   a s   n e t w o r l i f e t i m e ,   c o m m uni c a t i o o ve rh e a d   a nd  l a t e n c y   i n c urr e d   a nd   c o m pa r e r e s ul t   o v e r   e xi s t i n g   a pp r o a c h e s .   M o s t   s t a t e - of - a r t   t e c hn i q ue   c o n s i de r e t o t a l   s e n s o de v i c e   de a t a s   pe r f o r m a nc e   pa r a m e t e t o   e v a l u a t e   t h e i m o de l .   H ow e ve r ,   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   c o n s i de r i ng  f i r s t   s e n s o de v i c e   de a t i s   a l s o   v e r y   v i t a l   pa ra m e t e a s   i t   l e a ds   t o   l o s s   o c o n n e c t i v i t y   a m o n g   s e n s o de v i c e s   a n d   a f f e c t i n g   l i f e t i m e   pe rfo r m a n c e   o f   w i r e l e s s   s e n s o n e t w o r k.   A s   a   r e s ul t ,   t h i s   p a pe c o n s i de r s   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o c o n s i de ri n t o t a l   s e n s o r   de v i c e   de a t h,   f i r s t   s e n s o r   de v i c e   de a t h   a nd  l o s s   of   c o nn e c t i v i t y .   B e l ow   i n   T a b l e   1   pe r f o r m a nc e   c o m pa ri s o n   o f   pr o po s e L L E E R   a n e xi s t i n g   pr o t o c o l s   l i f e t i m e   a c hi e v e m e n t   o v e r   L E A CH   p r o t o c o l   i s   t a b ul a t e d.   T h e   o v e r a l l   o ut c o m e   s h o w s   t h e   L L E E R   m o de l   a c hi e v e s i gni f i c a nt   n e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t   o v e r   s t a t e - of - a rt   m o de l   [18],   [19] ,   [29] ,   [31],   a nd  [ 34]   c o n s i de ri n g   t o t a l   n o de   de a t h ,   f i r s t   n o de   de a t a nd  l o s s   of   c o n n e c t i v i t y .   S i g n i f i c a n t   o ut c o m e   a c hi e v e i s   due   t o   a do pt i o o f   c l us t e a n d   h o b a s e t ra n s m i s s i o n   us i n g   m u l t i   o b j e c t i v e   pa ra m e t e r .   O u m o de l   b r i n gs   a   go o t ra de - o ff   be t w e e n   e n e r gy   e ff i c i e n c y   a nd  l a t e nc y   m i n i m i z a t i o n.   T hus   w i l l   a i i p r o v i s i o n   r e a l - t i m e   da t a   a c c e s s   a ppl i c a t i o n   s e r v i c e s .       T a b l e   1 .   P e rr f o r m a n c e   Co m p a r i s o O f   N e t w o r L i f e t i m e   A c hi e v e m e n t   O v e r      A l g o ri t h m   L i fe t i m e   i m p r o v e m e n t   a c h i e v e d   o v e r   L E A CH   c o n s i d e ri n g   t o t a l   n o d e   d e a t h   L i fe t i m e   i m p r o v e m e n t   a c h i e v e d   o v e L E A CH   c o n s i d e r i n g   fi r s t   n o d e   d e a t h   L i fe t i m e   i m p r o v e m e n t   a c h i e v e d   o v e L E A CH   c o n s i d e r i n g   l o s s   o c o n n e c t i v i t y   [1 8 ]   2 5 . 0 %   5 6 . 7 %   -   [1 9 ]   5 0 . 0 %   -   -   [2 9 ]   5 5 . 0 %   -   -   [3 1 ]   4 4 . 0 %   -   -   [3 4 ]   1 5 . 0 %   -   -   L L E E R   7 9 . 7 8 %   8 5 . 6 4 %   8 5 . 8 4 %       5.   C O N C LU S I O N   B ui l di n l o w   l a t e n c y   a n d   e n e r gy   e ff i c i e n t   W S N   i s   m o s t   de s i r e d .   C l us t e r i n g   t e c hni que   p l a y   a   s i g n i f i c a n t   pa rt   i n   m i ni m i z i n g   e n e r gy   c o n s um pt i o n   s e n s o r   d e v i c e   a n d   e nh a n c i ng  l i f e t i m e   o f   s e n o r   n e t w o r k.   R e c e n t l y ,   n u m b e o f   h i e r a r c h i c a l   c l us t e ri n g   a pp r o a c h a s   b e e n   p r e s e nt e t o   m i ni m i z e   e n e r gy   by   e n ha n c i n g   L E A CH .   T h e   d ra w b a c of   s t a t e - of - a rt   de s i g i s   i t   i n c u r s   e n e r gy   ov e r h e a d   a m o n g   c l us t e h e a d   due   t o   l o n t r a n s m i s s i o ra n ge ,   de gra de s   e n e r gy   of   s e n s o de v i c e   c l o s e t o   b a s e   s t a t i o a nd   a r e   p r e s e n t e d   c o n s i de r i ng  h o m o ge n o us   n e t w o r k.   H ow e ve r ,   t h e   f ut u r e   a pp l i c a t i o s uc a s   b i g   d a t a   a n d   Io T   r e qui r e s   l o w   l a t e n c y   r e a l - t i m e   da t a   a c c e s s .   T h e s e   a p pl i c a t i o n   a r e   de s i g n e c o n s i de r i ng  h e t e r o ge n e o us   W S N   e n v i r o nm e nt   a n d   v e r y   l i m i t e w o r i s   c a rri e d   o ut   c o n s i de r i ng   h e t e r o ge n e o us   n e t w o r k.   T hi s   w o r p r e s e nt e L L E E R   w h i c m i n i m i z e   e n e rg y   c o n s um pt i o n ,   m a xi m i z e   l i f e t i m e   a nd  r e duc e   da t a   t r a n s m i s s i o n   l a t e n c y .   T h e   L L E E R   a do pt s   m u l t i - o bj e c t i v e   f un c t i o s uc h   a s   c o nn e c t i v i t y ,   c o nn e c t i o t i m e ,   ra di o   s i g n a l   s t r e n gt h,   c o ve r a ge   t i m e ,   a n d   n e t w o r t r a f f i c   f o r   c l us t e r   h e a a nd  h o n o de   s e l e c t i o n .   E xpe ri m e n t   a r e   c o n duc t e t o   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   L L E E R   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l .   E xi s t i n g   w o r p r e do m i na nt l y   c o n s i de pe rfo r m a n c e   e v a l ua t i o c o n s i de r i ng   t o t a l   n o de   de a t a n v e r y   l i m i t e w o r i s   c a rri e o ut   t o   e v a l ua t e   pe r f o r m a n c e   i t e r m s   o f   f i r s t   n o de   de a t h   a nd  l o s s   of  c o n n e c t i v i t y .   T h e   e xpe r i m e nt   o ut c o m e   s h o w s   a a v e ra ge   n e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t   o 79. 78 85 . 64% ,   a n d   85. 84%  i s   a t t a i n e b y   L L E E R   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l   c o n s i de r i ng  t o t a l   n o de   de a t h,   f i r s t   n o de   de a t h,   a nd  l o s s   o f   c o n n e c t i v i t y   r e s pe c t i v e l y .   F urt h e r ,   c o m m u n i c a t i o o v e r h e a d   a n d   pa c ke t   t ra n s m i s s i o 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 L A T E N CY N U M BER   O F   S EN S O D EV IC ES P a c k e t   T r a n s m i s s i o n   L a t e n c y L L E E R L E A CH Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   13 ,   N o .   2 F e b r ua r y   2019   :     615     6 25   624   l a t e n c y   pe r fo r m a n c e   i s   e v a l u a t e d.   T h e   o ut c o m e   s h o w s   L L E E R   r e duc e s   c o m m uni c a t i o n   o v e rh e a a n p a c ke t   t r a n s m i s s i o l a t e n c y   by   36. 19%   a n d   45 . 42 %   o v e r   L E A CH   p r o t o c o l .   T hi s   w o r a l s o   p r e s e nt e d   c um u l a t i v e   a n a l y s i s   t o   e v a l ua t e   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o f   L L E E R   o ve r   s t a t e - of - a r t   m o de l   (s uc h   a s   N a y a e t   a l . ,   2016;   N a y a k   e t   a l . ,   2017 ;   T w a y e j   e t   a l . ,   2017 ;   H o n e t   a l . ,   2016;   &   D e v a ,   M a l l ,   &   K a 2016 ).   T h e   o ut c o m e   s h o w s   s i gn i f i c a n t   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t   o f   L L E E R   ov e r   s t a t e - of - a rt   m o de l   i n   t e rm s   o f   n e t w o r l i f e t i m e   c o n s i de r i n g   t o t a l   n o de   de a t h ,   f i r s t   n o de   de a t h,   a n d   l o s s   o f   c o n n e c t i v i t y ,   c om m u ni c a t i o o v e r h e a d ,   a nd   pa c ke t   t ra n s m i s s i o l a t e n c y .   P r o po s e L L E E R   b r i n gs   a   go o t ra de - o ff   be t w e e n   e ne r gy   e ff i c i e n c y ,   a n l a t e n c y   r e qui r e m e n t   o f   f ut ur e   r e a l - t i m e   a pp l i c a t i o n.       R EF ER EN C ES   [ 1]   M .   R .   P a l a t t e l l a   e t   a l . ,   I nt e r ne t   o f   T hi ng s   i t he   5G   e r a :   E na bl e r s ,   a r c h i t e c t ur e ,   a n b us i ne s s   m o de l s , ' '   I E E E   J .   S e l .   A r e a s   C o m m un . ,   v o l .   34 ,   no .   3,   pp .   510 - 52 7,   M a r .   201 6.   [ 2]   N .   M .   A bdu l   L a t i f f *,   M .   A .   R us l e e ,   S .   K .   S y e Y us o f ,   M .   R .   A bd ul   R a hi m ,   H .   S a y ut i ,   K .   M o ha m a Y u s o f ,   M .   A .   B a ha r ud i n,   I n done s i an   J our nal   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng   and   C om put e r   S c i e nc e   ( I J E E C S)   V o l .   6,   N o .   1 ,   A pr i l   2 017   pp.   80   ~   8 7.   [ 3]   A .   Z a n e l l a ,   N .   B u i ,   A .   C a s t e l l a ni ,   L .   V a ng e l i s t a ,   a n d   M .   Z o r z i ,   I nt e r ne t   o f   T h i ng s   f o r   s m a r t   c i t i e s , ' '   I E E E   I nt e r ne t   T hi ng s   J . ,   v o l .   1 ,   no .   1,   pp .   22 - 32 ,   F e b .   2014 .   [ 4]   W C he n j i a n ,   L i   Z h i qun ,   Y a o   N a n ,   Z ha ng   M e ng ,   C h e n   L i a ng ,   C a o   J i a   I ns t i t u t e   o f   o f   R F -   &   O E - I C s ,   S o ut h e a s t   U ni v e r s i t y ,   N a n j i ng ,   2100 96 .   T E L K O M N I K A   ( T e l e c om m un i c at i on   C om put i ng   E l e c t r oni c s   an C o nt r o l ) ,   V o l .   11,   N o .   T E L K O M N I K A   ( T e l e c om m u ni c at i on   C om p ut i ng   E l e c t r oni c s   and  C ont r o l ) ,   V o l .   11 ,   N o .   8 ,   A ug us t   2013 ,   pp .   4470 ~ 4 47 6.   [ 5]   J .   F a n ,   F .   H a n,   a n H .   L i u,   C h a l l e ng e s   o f   bi g   d a t a   a na l y s i s , ' '   N a t .   S c i .   R e v . ,   v o l .   1 ,   no .   2,   pp .   293 - 31 4,   20 14.   [ 6]   M .   P e ng ,   S .   Y a n ,   K .   Z h a ng ,   a nd  C .   W a ng ,   F o g - c o m put i ng - ba s e r a di o   a c c e s s   n e t w o r k s :   I s s ue s   a nd  c ha l l e ng e s , ' '   I E E E   N e t w . ,   v o l .   3 0,   no .   4,   p p.   46 - 53 ,   J u l . / A ug .   201 6.   [ 7]   Y .   S h i ,   J .   Z ha ng ,   a nd   K .   B .   L e t a i e f ,   G r o up  s pa r s e   b e a m f o r m i n g   f o r   g r e e c l o ud - R A N , ' '   I E E E   T r a ns .   W i r e l e s s   C o m m un. ,   v o l .   13 ,   no .   5 ,   pp .   2809 - 28 23 ,   M a y   2014 .   [ 8]   Y .   S hi ,   J .   Z ha ng ,   K .   B .   L e t a i e f ,   a n W .   C he n ,   L a r g e - s c a l e   c o nv e o pt i m i z a t i o f o r   ul t r a - de ns e   c l o ud - R A N , ' '   I E E E   W i r e l e s s   C o m m un . ,   v o l .   2 2,   no .   3,   p p.   84 - 91 ,   J u n.   20 15.   [ 9]   M .   C hi a ng   a nd   T .   Z ha ng ,   F o g   a nd   I o T :   A o v e r v i e w   o f   r e s e a r c h   o ppo r t un i t i e s , ' '   I E E E   I nt e r n e t   T hi ng s   J . ,   v o l .   3,   no .   6,   pp .   854 - 864 ,   D e c .   2016 .   [ 10]   G .   A na s t a s i ,   M .   C o nt i ,   M .   D i   F r a nc e s c o ,   a nd   A .   P a s s a r e l l a ,   E ne r gy   c o ns e r v a t i o i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s :   A   s ur v e y ,   A H o c   N e t w . ,   v o l .   7 ,   no .   3 ,   pp .   5 37 5 68 ,   M a y   2009 .   [ 11]   I .   F .   A k y i l di z ,   W .   S u ,   Y .   S a nk a r a s ub r a m a ni a m ,   a n E .   C a y i r c i ,   W i r e l e s s   s e ns o r   ne t w o r ks :   A   s ur v e y ,   C o m put .   N e t w . ,   v o l .   38,   no .   4 ,   pp.   3 93 4 22 ,   M a r .   20 02 .   [ 12]   A .   N a y a a nd  I .   S t o j m e no v i c ,   W i r e l e s s   S e ns o r   a nd   A c t ua t o r   N e t w o r ks :   A l go r i t hm s   a nd  P r o t o c o l s   f o r   S c a l a bl e   C oo r di na t i o a n D a t a   C o m m uni c a t i o n.   H o bo ke n,   N J ,   U S A :   W i l e y ,   2010 .   [ 13]   W .   D a r g i e ,   D y na m i c   po w e r   m a na g e m e n t   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   ne t w o r ks :   S t a t e - of - t he - a r t ,   I E E E   S e n s o r s   J . ,   v o l .   12 ,   no .   5,   pp .   1518 152 8,   M a y   2012.   [ 14]   M .   S a l e e m ,   G .   A .   D i   C a r o ,   a nd  M .   F a r o o q,   S w a r m   i nt e l l i g e nc e   ba s e r o ut i ng   pr o t o c o l   f o r   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s :   S ur v e y   a nd  f ut u r e   d i r e c t i o ns ,   I nf .   S c i . ,   v o l .   181 ,   no .   20 ,   p p.   45 97 4 624,   O c t .   2 011 .   [ 15]   J .   Y i c k,   B .   M uk he r j e e ,   a nd   D .   G ho s a l ,   W i r e l e s s   s e n s o r   ne t w o r s u r v e y ,   C o m put .   N e t w . ,   v o l .   52 ,   no .   12 ,   pp .   2292 2330 ,   A ug .   20 08 .   [ 16]   D .   V .   P us p a l a t a   a nd  P .   N a y a k,   A   c l us t e r i ng   a l g o r i t hm   f o r   W S N   t o   o pt i m i z e   t he   ne t w o r l i f e t i m e   u s i ng   t y pe - f uz z y   l o g i c   m o de l ,   i P r o c .   3 r d   I nt .   C o nf .   A r t i f .   I nt e l l . ,   M o de l i ng   S i m ul a t i o ns   ( A I M S ) ,   K o t a   K i n a ba l u ,   M a l a y s i a ,   D e c .   2015 ,   pp.   5 3 58 .   [ 17]   S .   B a ndy o pa dhy a y   a nd  E .   J .   C o y l e ,   A e ne r gy   e f f i c i e nt   h i e r a r c hi c a l   c l us t e r i ng   a l g o r i t hm   f o r   w i r e l e s s   s e ns o r   ne t w o r k s ,   i n   I E E E   I N F O C O M ,   v o l .   3 ,   2 003 .   [ 18]   P .   N a y a a n A .   D e v ul a pa l l i ,   " A   F uz z y   L o g i c - B a s e C l us t e r i ng   A l g o r i t hm   f o r   W S N   t o   E xt e nd   t he   N e t w o r k   L i f e t i m e , "   i I E E E   S e ns o r s   J o ur na l ,   v o l .   1 6,   no .   1,   p p.   13 7 - 144 ,   J a n . 1 ,   2016 .   [ 19]   P .   N a y a a nd  B .   V a t h a s a v a i ,   " E n e r g y   E f f i c i e nt   C l us t e r i ng   A l g o r i t h m   f o r   M ul t i - H o W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r U s i ng   T y pe - F uz z y   L og i c , "   i I E E E   S e n s o r s   J o ur n a l ,   v o l .   17 ,   no .   14 ,   p p.   4492 - 449 9,   J u l y 15,   1 2 017 .   [ 20]   U .   S r i ni v a s a n   a nd   B .   A r un a s a l a m ,   L e v e r a g i ng   bi g   da t a   a na l y t i c s   t o   r e duc e   he a l t hc a r e   c o s t s ,   I T   P r o f . ,   v o l .   15 ,   no .   6 ,   pp.   21 28 ,   N o v . / D e c .   20 13.   [ 21]   N .   S u n,   J .   G .   M o r r i s ,   J .   X u ,   X .   Z hu ,   a nd  M .   X i e ,   i C A R E :   A   f r a m e w o r k   f o r   bi g   da t a - b a s e b a nk i ng   c us t o m e r   a na l y t i c s ,   I B M   J .   R e s .   D e v e l o p. ,   v o l .   5 8,   no s .   5 / 6 ,   pp.   4: 1 4: 9,   201 4.   [ 22]   C .   S un ,   R .   G a o ,   a n H .   X i ,   B i g   da t a   ba s e d   r e t a i l   r e c o m m e nde r   s y s t e m   o f no E - c o m m e r c e ,   i n   P r o c .   I nt .   C o nf .   C o m put . ,   C o m m un.   N e t w .   T e c hno l . , 2 014 ,   pp .   1 7.   [ 23]   [ O nl i ne ] .   A v a i l a bl e :   h t t p: / / w w w . i bm . c o m / bi g - da t a / a u / e n / b i g - da t a - a nda na l y t i c s /   o pe r a t i o ns - m a n a g e m e nt . h t m l   [ 24]   K .   L .   M .   A ng ;   J .   K .   P .   S e ng ;   A .   M .   Z ung e r u,   " O p t i m i z i ng   E ne r gy   C o ns um p t i o n   f o r   B i g   D a t a   C o l l e c t i o i n   L a r g e - S c a l e   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k s   W i t h   M o bi l e   C o l l e c t o r s , "   i n   I E E E   S y s t e m s   J o ur n a l   ,   v o l . P P ,   no . 99 ,   pp. 1 - 11.   [ 25]   S .   R a ni ,   S .   H .   A hm e d,   R .   T a l w a r   a n J .   M a l ho t r a ,   " C a S e n s o r s   C o l l e c t   B i g   D a t a ?   A E ne r gy - E f f i c i e nt   B i g   D a t a   G a t he r i ng   A l g o r i t hm   f o r   a   W S N , "   i n   I E E E   T r a ns a c t i o ns   o I ndus t r i a l   I nf o r m a t i c s ,   v o l .   13 ,   no .   4 ,   pp .   1 961 - 196 8,   A ug .   2017 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.