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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9 ,   pp .   1039 ~ 1048   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 4 .i 2 . pp 103 9 - 1 048             1039       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   E n e r g y   e f f i c i e n t   c l u st e r i n g   m e t h o d   f o r   w i r e l e ss se n s o r   n e t w o r k       C h ai tr a   H . V 1 ,   D r .   R av i k u m ar   G . K 2   1 N M I T ,   V T U ,   B a ng a l o r e ,   I ndi a   2 V T U ,   B e l g a um ,   I ndi a       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   S e 28 ,   2 018   R e v i s e N o v   11 ,   2018   A c c e pt e D e c   21 ,   2 01 8       W i r e l e s s   s e n s o r   ha s   a t t a i ne d   w i de   i nt e r e s t   a c r o s s   v a r i o us   i nd us t r i e s   due   t o   a v a i l a bi l i t y   o f   l o w   c o s t   s e n s o r   de v i c e s .   P r e s e r v i ng   ba t t e r y / e ne r g y   o f   t he s e   s e ns o r   de v i c e s   a r e   m o s t   de s i r e d .   R e c e n t l y ,   m a n y   a ppr o a c he s   ha s   b e e n   pr e s e n t e d   t o   i m pr o v e   l i f e t i m e   o f   s e ns o r   ne t w o r ks   a do pt i ng   c l us t e r i ng   t e c hni que .   C l us t e r   he a d   s e l e c t i o n   p l a y   a n   i m po r t a n t   f a c t o r   i n   i m pr o v i ng  l i f e t i m e   o f   c l us t e r   ba s e ne t w o r k.   F o r   i m p r o v i ng   c l us t e r   he a s e l e c t i o m ul ti - o bj e c t i v e   f unc t i o a r e   p r e s e n t e i n   r e c e n t   t i m e   by   a do pt i ng   e v o l ut i o na r y   c om put i ng   a nd   m e t a he u r i s t i c   a l g o r i t hm .   H o w e v e r ,   t he   e x i s t i ng   m o de l   i nc ur s   c om put a t i o o v e r he a d ue   t o   N P - H a r d   p r o bl e m   a nd   c o nne c t i v i t y   i s s ue s   i s   no t   c o ns i de r e d.   T hu s   a f f e c t i ng   ne t w o r k   pe r f o r m a nc e .   T o   a dd r e s s   t h e   r e s e a r c i s s ue s ,   t h i s   w o r p r e s e n t   a   no v e l   M u l t i - o bj e c t i v e   i m pe r i a l i s t   c o m pe t i t i v e   a l g o r i t hm   ( M O I C A )   f o r   c l us t e r   h e a d   s e l e c t i o a nd   r o ut i ng   o pt i m i z a t i o n.   E xpe r i m e nt   a r e   c o nduc t e t o   e v a l u a t e   t he   p e r f o r m a nc e   o f   M O I C A   ov e r   L E A C H   i n   t e r m   o f   l i f e t i m e   p e r f o r m a nc e   c o ns i de r i ng   f i r s t   s e n s o r   n o de   de a t a nd  75 %   s e n s o r   no de   d e a t h.   T h e   o ut c o m e   s ho w s   a n   a v e r a g e   l i f e t i m e   pe r f o r m a nc e   i m pr o v e m e nt   o f   56. 32 %   i c a s e   o f   f i r s t   s e ns o r   no de   de a t a nd   53. 6 1%   i c a s e   o f   75%   s e n s o r   no de   de a t h . T h e r e f o r e ,   M O I C A   a c hi e v e s   s i g ni f i c a nc e   i m p r o v e m e nt   o v e r   L E A C H   ba s e d   p r o t o c o l s .     Ke y w or d s :   Cl us t e r i n g   E v o l ut i o n a r y   c o m put i n g   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 :   Cha i t r a   H.   V ,   N M IT ,   V T U ,     B a n g a l o r e ,   I n d i a .   E m a i l :   c ha i t r a h v go w da 2005@ r e di f f m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     W S N   i s   c o m po s e of   l a r ge   n u m b e r   o f   l ow   c o s t   a n d   t i n y   s e n s o r   de v i c e s .   T h e   s e n s o r   de v i c e s   a r e   pow e r e by   b a t t e r y   a nd  a r e   de pl oy e r e m o t e l y .   T h e   W S N   i s   a do pt e d   i r e a l   t i m e   s e n s i n g   a n d   p r o c e s s i n o da t a   s uc a s   p r e s s ur e ,   h u m i di t y ,   t e m pe r a t u r e ,   g a s   e t c .   W S N   i s   b e e n   a do pt e d   i v a r i o us   r e a l   t i m e   a ppl i c a t i o n   s uc h   a s   d i s a s t e m a n a ge m e nt ,   s u r v e i l l a n c e ,   f o r e s t   f i r e   de t e c t i o e t c .   a n d   ha s   b e e n   c u rr e n t   h o t   r e s e a r c i n   v a ri o us   i n dus t r i e s   a nd  o r ga ni z a t i o n.   T h e   s e n s o de v i c e s   a r e   de pl oy e i ha z a r do us   l o c a t i o n s   w h e r e   r e c ha r g i n g   o b a t t e r y   o r   r e p l a c i n g   i t   i s   n o t   a   v i a b l e   o pt i o n,   w h e r e   h u m a m o n i t o ri n i n v o l ve s   h i g r i s k .   T h e   s e n s o r   de v i c e   ha s   c o n s t r a i n t   o f   l i m i t e c o m put i n c a pa b i l i t y ,   ra di o   c o nn e c t i v i t y   a n b a t t e r   c a p a c i t y   w h i c h   m a ke s   s e n s o n o de s   f a i l s   s o m e   t i m e .   T h e   s e n s o r   n o de s   a r e   c o m po s e of   e ve n t   d ri v e n   o r   t i m e   d r i v e n.   I e v e n t   d ri v e n   t h e   s e n s o r   de v i c e   s e n s e   da t a   w h e t h e r e   i s   a   c ha n ge   i e v e n t   o c c ur s .   I t i m e   d ri v e n   t h e   s e n s o r   de v i c e   s e n s e   da t a   b a s e o n   p r e de f i n e t i m e .   I b o t c a s e   t h e   e n e r gy   of   b a t t e r y   i s   de c r e a s e e xpo n e n t i a l l y .   T h e   s e n s e da t a   a r e   e i t h e r   t r a n s m i t t e t o   n e i g h b o ur i ng  n o de   o r   t o   t h e   s i n k / b a s e   s t a t i o n .   S o m e t i m e   t h e   s a m e   da t a   a r e   t ra n s m i t t e t o   b a s e   s t a t i o n   a s   a   r e s u l t   a f f e c t i ng  e n e r gy   e ff i c i e n c y   of   s e n o r   ne t w o r k.   T o   o v e r c o m e   t h e   r e du nda n c y   i s s ue ,   da t a   a gg r e ga t i o a nd  s e n s o f us i o n   ha v e   b e e n   a do pt e i [1]   t o   m a ke   t h e   n e t w o r e n e r gy   e f f i c i e n t .     T o   pr o v i de   r e a l   t i m e   a c c e s s   [2]  o f   da t a   t o   s e n s o r   da t a   f o r   e f f i c i e n t   i ndus t ri e s   a pp l i c a t i o n s ,   a c c ura t e   ga t h e r i ng   a n d   p r o c e s s i n g   o f   da t a   i s   r e qui r e d   [3] .   B ut   ga t h e r i n g   t h e s e   da t a   po s s e s s   a   c ha l l e n ge .   A   s o l ut i o t o   t h i s   i s   p r e s e n t e i n   [ 4].   T o   p r o v i s i o n   e ff i c i e n t   d a t a   g a t h e r i n g ,   e n e r gy   c o n s e r v a t i o s c h e m e   [5]   i s   r e qu i r e d.   E n e rgy   c o n s e r v a t i o n   r o ut i n g   m o de l   a do pt i ng   c l us t e r i n g   t e c hni que   s uc a s   L E A CH ,   H E E D   a nd   T E E N   ha s   b e e n   pr e s e nt e i l i t e r a t u r e   [ 6].   H ow e ve t h e s e   m o de l s   i n duc e   e n e rg y   o ve r h e a f o c l us t e h e a d   a nd   a r e   n o t   s u i t a b l e   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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     1 039     1 048   1040   fo r   l a rge   n e t w o r k.   S i n c e   d i r e c t   t r a n s m i s s i o o f   pa c ke t   v i a   c l us t e h e a d   t o w a r d   b a s e   s t a t i o n   i s   n o t   a   f e a s i b l e   s t ra t e gy   fo r   l a r ge   n e t w o r k.   I [7]   a n d   [8]   p r e s e nt e a   di s t ri b ut e a l go r i t hm   t o   i m p r o v e   t h e   e n e r gy   e ff i c i e n c y   o s e n s o n e t w o r k.   I [9]   p r e s e n t e d   a   r o ut i ng   a l go ri t hm   f o r   h o p   n o de   s e l e c t i o f o r   c l us t e n e t w o r k   t o   i m p r o v e   l i f e   t i m e   o f   s e n s o r   n e t w o r k s .   H ow e v e r   t h e i m o de l   i n duc e s   h i g h   c o m m u n i c a t i o n   o v e r h e a a m o n h o p   n o de s   a n c l us t e de v i c e s   due   t o   c h a nn e l   c o n t e n t i o a n d   o pt i m i z i ng  i t   i s   N P - de t e rm i ni s t i c .       E v o l ut i o n a r y   c o m put i n m o de l   i s   a do pt e t o   s o l v e   e n e r gy   e ff i c i e n c y   a n d   c l us t e r   h e a d   s e l e c t i o n   o pt i m i z a t i o i s s ue   ( . i . e .   N P - ha r d   p r o b l e m i n   W S N .   I n   [10 c a rr i e o ut   e xt e n s i v e   s ur v e y   of   m e t a - h e u r i s t i c   o pt i m i z a t i o a l go r i t hm   s uc a s   G e n e t i c   A l go ri t hm   (G A ),   P a rt i c l e   S w a rm   O pt i m i z a t i o (P S O a n d   Im pe ri a l i s t   Co m pe t i t i v e   A l go r i t hm   (ICA ) .   T h e s e   a l go r i t hm s   a r e   a do pt e t o   s o l v e   v a r i o us   r o ut i n a n c l us t e ri n p r o b l e m   i n   W S N   t o   e nha n c e   l i f e t i m e   o f   s e n s o r   n e t w o r k s .   T h e   o ut c o m e   pr e s e n t e i n   [11]  a n d   [12]   s h o w s   t ha t   ICA   pe r f o r m   b e t t e t ha G A   a nd   P S O .   T h e y   hi g hl i g ht e t ha t   G A   c a s o l v e   gl o b a l   o pt i m i z a t i o p r o b l e m s .   H ow e v e r ,   t h e y   a r e   e a s i l y   t r a ppe i a   l o c a l   o pt i m a l   s o l ut i o n   a n d   t h e i e xe c ut i o n s   a r e   t i m e - c o n s um i ng  [ 13].   P S O   ha s   n u m e r o us   c o m pl i c a t i o n s ,   s uc a s   e a s i l y   f a l l i n g   i nt o   t h e   l o c a l   o pt i m um   a nd  p r e m a t u r e   c o n v e r ge n c e   [14 ].   T h e   ICA   m o de l   p r e s e nt e i [12]   a do pt e P S O   t o   p r e v e n t   c o l o n i e s   f r o m   m o v i n g   b e y o n d   s e a r c s p a c e .   H ow e ve r   t h e i r   m o de l   i s   n o t   e f f i c i e n t   f o r   m ul t i - o b j e c t i ve   pr o b l e m s .   T o   o ve r c o m e   t h e   r e s e a r c h   c h a l l e n ge s ,   t hi s   w o r pr e s e nt   a   M ul t i - o b j e c t i ve   ICA   ( M O ICA )   o pt i m i z a t i o t e c hn i que   f o r   c l us t e n e t w o r k s   t o   i m p r o v e   l i f e t i m e   of  w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r ks .     T h e   m o de l   f i r s t   a do pt   h o b a s e d   t ra n s m i s s i o f o r   i n t e c l u s t e c o m m u n i c a t i o i o r de t o   p r e v e n t   pr e s e r v e   e n e r gy   o f   c l us t e r   h e a d   de v i c e .   S e c o n dl y ,   f o r   e v e r y   c l us t e h e a d   t h e r e   i s   c o rr e s po n di ng  H o p/ Cl us t e r   h e a d   de v i c e .   T h i s   a i ds   i r e duc i n g   t h e   e n e r gy   c o n s um p t i o o f   c l us t e r   h e a d   de v i c e   a nd  a l s o   c ha nn e l   c o nt e nt i o pr o b l e m   i n   s e l e c t i n h o de v i c e   i s   e l i m i n a t e d.   T h e n   s e l e c t i o n   o f   h o de v i c e   i s   c a rr i e o ut   b a s e o n   di s t a n c e   a n e n e r gy   r e m a i n i ng.   T h e f i t n e s s   f un c t i o n   i s   ge n e ra t e d   fo r   s e l e c t i n c l us t e h e a d   a nd  h o de v i c e .   T h e   s e l e c t i o n   h o a n d   c l us t e r   de v i c e s   i s   f o r m ul a t e a s   N p - ha r d   p r o b l e m .   A i m p r o v e ICA   i s   p r e s e nt e t o   o b t a i n   a n   i de a l   s o l ut i o n .   T h e   l i f e t i m e   o f   s e n s o r   n e t w o r k s   a r e   ge n e ra l l y   de f i n e b y   n um b e o f   r o un d .   H ow e v e r ,   de a t h   of   o n e   n o de   m a y   a f fe c t   t h e   l i f e t i m e   o f   s e n s o r   n e t w o r k s   due   t o   l o s s   of   c o nn e c t i v i t y .   N o   pri o w o r ks   h a v e   c a rr i e e xpe r i m e nt   o ut c o m e s   i nt e r m   o f   f i r s t   n o de   de a t h   a n d   t o t a l   no de   de a t f o r   v a ri e n e t w o r de n s i t y .   T hi s   w o r c a rri e o ut   e xpe ri m e n t   e v a l ua t i o n   f o r   a l l   t h e s e   l i f e t i m e   pa ra m e t e r   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 ve m e n t   ov e r   s t a t e   o f   a rt   t e c hni que .     T h e   pa pe r   o rga ni z a t i o n   i s   a s   f o l l ow s :   T h e   l i t e ra t u r e   s u r v e y   i s   p r e s e n t e i s e c t i o n   t w o .   T h e   p r o po s e d   m o de l s   a r e   p r e s e n t e i n   S e c t i o n   t hr e e .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   a n t h e   e xpe ri m e n t a l   s t udy   a r e   p r e s e nt e i t h e   pe n ul t i m a t e   f o ur .   T h e   c o n c l u di n g   r e m a r k   a n d   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 .           2.   LI TTER A TU R S U R V E Y       R e c e n t l y   s e v e r a l   m e t h o do l o gi e s   h a s   b e e p r e s e n t e d   t o   e nha n c e   t h e   pe r f o 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 w hi c a r e   s u r v e y e h e r e .   I n   [9]  p r e s e n t e a e n e r gy   e ff i c i e n t   r o ut i ng  m o de l   t o   a dd r e s s   t h e   c h a l l e n ge s   i n   g a t h e r i ng  r e a l   t i m e   d a t a   ge n e r a t e by   B i D a t a   i n dus t ri e s .   T h e   B i D a t a   a l go ri t hm   (B D E G i s   p r e s e nt e f o r   da t a   c o l l e c t i o n   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k.   T h e y   a do pt e c l us t e b a s e r o ut i n g   m o de l .   Cl us t e ri n c o m m uni c a t i o n   i s   e s t a b l i s h e b a s e o n   r e s i dua l   e n e rgy   a n d   ra di o   s i g na l   s t r e n gt i n d i c a t o r   (R S S I)  o f   s e n s o r   de v i c e .   T h e i r   e xpe r i m e nt a l   o ut c o m e   s h o w s   t h e   B D E G   m o de l   i s   s t a b l e   i n   t e r m s   o f   da t a   t ra n s m i s s i o n   t i m e   a n d   n e t w o r l i f e t i m e   b e c a us e   of   l o a b a l a n c i n t e c hn i que   a do pt e by   t h e m .   H ow e v e r ,   t h e   t o t a l   d i s t a n c e   i n   m ul t i - h o c o m m u ni c a t i o n   i s   m uc h i g h e t ha n   t h e   s i n g l e   h o da t a   t ra n s m i s s i o a s   a   r e s ul t   i t   i n c r e a s e   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o o f   i ndi v i dua l   s e n s o de v i c e   t h us   m a y   r e s ul t   i l o s s   of   c o nn e c t i v i t y .   I n   [15] ,   i de n t i f i e t h e   r e l a t i o b e t w e e n   r o ut i ng   a nd   c l us t e ri n g   a n d   p r e s e nt e a   j o i n t   c l us t e ri ng  r o ut i ng   (J CR s c h e m e   f o r e l i a b l e   a n d   e f f i c i e n t   de s i gn.   T h e y   pr e s e nt e a o pt i m i z a t i o t e c hni que   t o   a dd r e s s   t h e   u n b a l a n c e c l us t e r   h e a d   s e l e c t i o n   i m ul t i - h o p   n e t w o r k.   T h e   o ut c o m e   s h o w s   t h e   m o de l   i m p r o ve s   t h e   c o nn e c t i v i t y   o f   n e t w o r k.   I [1 6]   h i e ra r c hi c a l   b a s e e n e r gy   e f f i c i e n t   r e l i a b l e   r o ut i n p r o t o c o l   fo r   W S N .   I n   t h e i de s i gn,   de pe n di n g   o n   n e t w o r t o po l o g y   t h e   da t a   t r a n s m i s s i o f r o m   c l us t e r   h e a a n b a s e   s t a t i o n   i s   c a rr i e di r e c t l y   o r   t hr o ug m u l t i - h o f a s hi o n.   O ut c o m e   s h o w s   s i gni f i c a nt   pe r f o r m a n c e   o v e r   s t a t e - of - a r t   t e c hni q ue .   I [17 p r e s e n t e d   a   t y pe   f uz z y   b a s e c l us t e ri n g   m o de l   w h i c i s   a e nha n c e m e nt   o f   t h e   f uz z y   b a s e c l us t e r i n m o de l   p r e s e nt e i [18] .   T h e   m o de l   i s   e xpe c t e d   t o   ha n dl e   u n c e r t a i l e v e l   de c i s i o n ,   t h us   e nh a n c i ng  l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e .   H ow e v e r ,   c o nn e c t i v i t y   i s s ue   i s   n o t   a dd r e s s e h e r e .   T o   a dd r e s s   t h e   l i f e t i m e   a n d   c o nn e c t i v i t y   i s s ue   [19]   p r e s e nt e a   m u l t i - o b j e c t i ve   o pt i m i z a t i o fo r   c l us t e h e a s e l e c t i o n.   T h e i m o de l   c o n s i de r e e n e r gy ,   pa c ke t   l o s s   ra t e   a n l i nk  q ua l i t y   a s   a   m ul t i - o b j e c t i ve   pa r a m e t e r.   T o   m i n i m i z e   e n e rgy   c o n s um p t i o o f   c l us t e r   h e a d,   r e l a y   n o de s   a r e   s e l e c t e f o r   pe r f o r m i ng   m u l t i - h o t ra n s m i s s i o n.   T h e   r e s ul t   s h o w s   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e nt   i n   t e rm   o f   l i f e t i m e   a n d   t hr o ug h pu t .   E xt e n s i v e   r e s e a r c s u r v e y   c a rri e o ut   i [10]   s h o w s   t h a t   m e t a - h e u r i s t i c   a l go ri t hm   s uc a s   P S O ,   G A ,   I CA   i s   e ff i c i e n t   f o r   o pt i m i z i n g   c l us t e s e l e c t i o n .   H ow e v e r ,   t h e   m o de l   p r e s e n t e i n   [1 2]  s h o w s   t h e   e x i s t i ng  I CA   m o de l   pe r f o r m s   b e t t e r   t ha n   i t s   c o unt e rpa rt   P S O   a n G A .   H ow e ve r ,   t h e i r   m o de l   do e s   n o t   c o n s i de r   m u l t i - o bj e c t i v e   pa ra m e t e r   f o r   c l us t e h e a s e l e c t i o a n t h e y   s u f fe r s   f r o m   N p - ha r d   p r o b l e m 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       T i t l e   o f   m a nus c r i p t   i s   s hor t   a nd  c l e ar ,   i m p l i e s   r e s e ar c h   r e s u l t s   ( F i r s t   A ut h or )   1041   E xt e n s i v e   r e s e a r c s u r v e y   c a r ri e o ut   s h o w s   v a r i o us   m e t h o ds   h a v e   b e   a ppl i e t o   s o l v e   t h e   e n e r gy   e ff i c i e n c y   a n l i f e   t i m e   r e qui r e m e n t   o f   s e n s o r   n e t w o r k.   T h e   s ur v e y   s h ow s   a do pt i n m ul t i - o b j e c t i ve   f un c t i o n   a i d   i i m p r o v i n g   n e t w o r l i f e t i m e .   H ow e v e r ,   f o r   b e t t e r   c l us t e h e a d   s e l e c t i o n   m e t a h e u ri s t i c   a l go r i t h m   i s   a do pt e d.   H ow e v e r ,   t h e   N p - ha r d   i s s ue   n e e ds   t o   b e   t a ke c a r e   o f .   M o s t   o f   e xi t i n g   m e t a h e u r i s t i c   a l go r i t hm   a r e   de s i gn e d   s i n g l e   o bj e c t i v e   a n d   c o nn e c t i v i t y   i s s ue s   a r e   n e gl e c t e d.   T o   a dd r e s s   t h e   r e s e a r c c ha l l e n ge   i n e xt   w e   pr e s e nt   o u r   p r o po s e o pt i m i z e m ul t i - o b j e c t i v e   i m pe r i a l i s t   c l us t e r i ng  a l go r i t h m   f o r   W S N .         3.   P R O P O S ED   M U LTI - O BJEC TI V E   I M P ER I A LI S C O M P ETI TI V A L G O R I T H M         H e r e   t h e   a u t h o r   p r o po s e s   a n   e n e r gy   e ff i c i e n t   de s i g n   f o r   c l us t e r   h e a s e l e c t i o b a s e o n   c o n n e c t i v i t y   a n E n e r gy   e ff i c i e n c y .   T h e   o pt i m i z a t i o n   f o r   e n e r gy   e ff i c i e nt   p r o t o c o l   i s   do n e   by   a ppl y i n g   Im pe r i a l i s t   Co m pe t i t i v e   A l go r i t hm   (I CA ).   T h e   t ra n s m i s s i o i n   c l us t e n e t w o r i s   c l a s s i f i e i nt o   f o l l ow i n a s   i nt e c l us t e r i ng  a n d   i nt r a   c l us t e r i ng  t r a n s m i s s i o n   w hi c i s   s h o w n   i F i gu r e   1.           F i gu r e   1 .   A r c h i t e c t ur e   o f   pr o po s e m o de l       H e r e   w e   pr e s e n t   a   c l us t e r i ng  m o de l   us i ng  I m pe r i a l i s t   Co m pe t i t i v e   A l go r i t h m   (ICA ) .   T h e   s e n s o de v i c e s   a r e   c l a s s i f i e d   a s   n o rm a l   s e n s o de v i c e s   a n d   c l us t e he a de v i c e s .   T h e   p r o po s e m o de l   c o n s i s t   o f   t w s t a ge s ,   s e t up   a nd   t ra n s m i s s i o s t a ge .   I s e t up   s t a ge ,   t h e   c l us t e m e m b e r ,   c l us t e h e a d,   r o ut e   a m o n g   t h e   c l us t e r s   a n d   t h e   b a s e   s t a t i o a r e   de t e r m i n e d.   I t r a n s m i s s i o s t a ge ,   t h e   c l us t e h e a d   c o l l e c t s   a n d   a gg r e ga t e   t h e   d a t a   f r o m   i t s   m e m b e r   a n d   t ra n s f e r   t h i s   da t a   t o   i t s   b e s t   o pt i m i z e d   c l us t e h e a d   t o w a r b a s e   s t a t i o n .     L e t   c o n s i de r   t h a t   t h e r e   a r e     s e n s o r   de v i c e   w h i c a r e   a r b i t ra r i l y   de pl oy e i a   n e t w o r a r e a ,   w hi c h   a r e   f urt h e r   p a rt i t i o n e d   i nt o     c l us t e r s .   T h e   c l us t e h e a d   s e t s     i s   de f i n e a s   = { 1 , 2 , 3 , , , , } a n d   s e t   o f   n o n - c l us t e r   de v i c e s   a s   ̃ .   T h e   c l us t e r   h e a c o l l e c t   t h e   s e n s o r y   i n f o r m a t i o f r o m   m e m b e de v i c e ,   a gg r e ga t e   t h e   da t a   o f   i nt ra   c l u s t e r   m e m b e r   a n d   r o ut e s   a gg r e g a t e da t a   t o   t h e   b e s t   o pt i m i z e c l us t e h e a d.   F o r   s e l e c t i n g   t h e   c l us t e h e a d ,   t h e   r e m a i ni n g   e n e r gy   a nd   po s i t i o of   s e n s o de v i c e s   a r e   c o n s i de r e d .   T h e   b a s e   s t a t i o s e l e c t s   t h e   n o de   w i t h   m a xi m um   e n e r gy   a n ha s   b e t t e r   c o nn e c t i v i t y   a s   a   c l us t e h e a d   a n d   e a c c l us t e r   ha v e   e qua l   di s t r i b ut i o n   o f   m e m b e r   de v i c e .   T h i s   p r o c e s s   i s   c o n s i de r   a s   a n   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m   w h i c h   c a b e   e xpr e s s e d     a s   f o l l ow s     = + ( 1 )               (1)     w h e r e     i s   t h e   c o s t   o pt i m i z a t i o c o n s t a nt ,     i s   t h e   r a t i o   o f   c l us t e h e a d   m e a r e m a i n i n g   e n e rgy   w i t r e s pe c t   t o   m e m b e r   de v i c e ,     i s   t h e   r a t i o   o f   m e a n   d i s t a n c e   a m o n n o n - c l us t e h e a a n t h e   s i n t o   t h e   m e a di s t a n c e   a m o n g   t h e   c l us t e r   h e a d   a n d   t h e   b a s e   s t a t i o n.   T h e   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m   i n   (1) ,   c o m pri s e s   of   t w o   t h i ngs ,   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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     1 039     1 048   1042   w h e r e     i s   a   c o n s t a nt   w h i c h   de pi c t s   t h e   i m pa c t   o f     a n   i n   c o m put i n c o s t   o pt i m i z a t i o n   p a r a m   .   T h e   m e a n   r e m a i n i n g   e n e rgy   o f   c ur r e n t   r o und  i s   c o m put e a s   f o l l ow s ,     =     ̃                   (2)     = ( ) | | ̃ ( ) | | ̃ ̃             (3)     w h e r e     ̃   i s   t h e   m e a r e m a i ni n g   e n e r gy   of   c l us t e r   m e m b e r   d e v i c e   a nd      i s   t h e   m e a n   r e m a i n i ng  e n e r gy   of   c l us t e r   h e a d,   | ̃ |   a n | | de n o t e s   t h e   n u m b e r   o f   c l us t e r   m e m b e r   de v i c e   a nd  n u m b e r   c l us t e r   h e a d   de v i c e s   r e s pe c t i v e l y .     de n o t e s   t h e   n o de     c l us t e h e a d . T h e   s e n s o r   de v i c e   w i t h   m a xi m u m     i s   s e l e c t e a s   c l us t e h e a d.   T h e     i s   c o m put e d   a s   f o l l o w s ,       =   ̃                     (4)     = ( , ) | ̃ | ̃ ( , ) | |           (5     w h e r e   ( , )   r e p r e s e n t   t h e   d i s t a n c e   a m o n g   b a s e   s t a t i o   a n d   n o de   .   T o   i m p r o v e   t h e   e n e r gy   o s e n s o r   n e t w o r k,   t h e   o b j e c t i v e   f un c t i o n     c a b e   m a x i m i z e d   t o   o pt i m i z e   b e t t e c l us t e f o r m a t i o a n d   c l us t e h e a d   s e l e c t i o n .   T o   r e duc e   t h e   e n e rgy   c o n s um pt i o n   o f   c l us t e r   de v i c e   fo r   i n t e r   c l us t e r   t ra n s m i s s i o n,   h o n o de s   (Cl us t e h e a d)   a r e   s e l e c t e t o   t r a n s m i t   da t a .   T h e   h o de v i c e s   a r e   s e l e c t e b a s e o n   f o l l ow i n c o n di t i o n .   F i r s t l y ,   t h e   c l us t e h e a d   a nd  h o de v i c e   m us t   po s s e s s   h i g h e e n e rgy   t ha n o rm a l   s e n s o de v i c e .   S e c o n dl y ,   t h e   h o de v i c e   s h o ul po s s e s s   b e t t e r   l o c a t i o b e t w e e n   b a s e   s t a t i o n   a n c l us t e r   h e a d,   i n   o r de t o   m i ni m i z e   e n e rgy   c o n s um pt i o n .   T o   r e duc e   t h e   c o m put a t i o n   c o s t   a m o n c l us t e h e a a n h o n o de s ,   t h e   c l us t e r   s e l e c t s   t h e   n e i g h b o ur i n g   c l us t e r   h e a d   a s   i t s   h o d e v i c e .     T h e   s e t   o f   i n t e r   c l us t e r   h o de v i c e   c a n   b e   r e p r e s e n t e a s   = { 1 , 2 , 3 , , , , }   a nd  s e t   of  n o rm a l   s e n s o de v i c e s   a s   .   T h e   c o s t   f un c t i o f o r   s e l e c t i o n   h o de v i c e   fo r   i nt e r   c l us t e t ra n s m i s s i o i s   gi v e n     a s   f o l l ow s       =   + ( 1 )                 (6)     w h e r e       i s   ra t i o   of   i nt e c l us t e r   h o de v i c e s   r e m a i ni n e n e r gy   ov e r   n o r m a l   s e n s o r   de v i c e s   w h i c h   i s   de f i n e a s   f o l l ow s     =                       (7)     = ( ) | | ( ) | |             (8)     w h e r e   | |   a n d   | |   de n o t e   t h e   n u m b e o f   n o rm a l   s e n s o de v i c e s   a nd   i nt e c l us t e h o p   de v i c e s   r e s pe c t i v e l y ,       i s   t h e   m e a r e a m i ng   e n e r gy   o f   i nt e c l us t e ho de v i c e s .   T h e   de v i c e   w i t hi g h e e n e r gy   i s   s e l e c t e a s   t h e   i nt e r   c l us t e h o de v i c e   by   m a xi m i z i ng   .   S i m i l a r l y   t h e       c a b e   e xpr e s s e a s   f o l l o w s ,     =                       (9)     = { ( , ) + ( , ) } { ( , ) + ( , ) }     (10)     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       T i t l e   o f   m a nus c r i p t   i s   s hor t   a nd  c l e ar ,   i m p l i e s   r e s e ar c h   r e s u l t s   ( F i r s t   A ut h or )   1043   F o r   s e l e c t i o o f   c l us t e h e a d     a n d   i t s   c o rr e s po n di ng   i nt e c l us t e h o p   de v i c e   ,   t h e   l o c a t i o o f   b a s e   s t a t i o n     a n d   c l us t e h e a d     i s   c o n s i de r e d .   T h e   t r a n s m i s s i o n   c o s t   a m o n g   c l us t e h e a d   a n d   i nt e c l us t e h o de v i c e   c a b e   r e duc e by   m a xi m i z i ng   .   T h e   o pt i m i z a t i o p r o b l e m   o f   c l us t e r   h e a d   s e l e c t i o n   i s   s o l v e by   a ppl y i n g   t h e   m o di f i e ICA .     F i r s t l y   i n i t i a l i z e   t h e   o pt i m i z a t i o p r o b l e m   a n d   pa ra m e t e r s ,   i ni t i a l i z e   a   s e t   o f   c o un t r i e s   a nd   t h e   s i z e   o c o un t r i e s   i s   e xp r e s s e a s   ,   e a c c o un t ri e s     ha s   a   po s i t i o v e c t o r   = [ 1 , 2 , 3 , ,  ]   a nd  v e l o c i t y   v e c t o r   = [ 1 , 2 , 3 , ,  ]   i s   us e t o   s pe c i fy   t h e   c urr e nt   s t a t e ,   w h e r e     i s   a   po s i t i v e   pa r a m   i n de xi n g   t h e   c o un t ri e s   i a   c o l o n y   a n   de pi c t s   t h e   p r o b l e m   di m e n s i o n.     S e c o n dl y   w e   c o m put e   t h e   f i t n e s s   o f   e a c h   c o unt r y ,   e a c h   c o u n t r y   c o m put e   i t s   f i t n e s s   f un c t i o n   b a s e o n   (1)  a nd  (6 ).   D u r i n g   t hi s   p ha s e   e a c c o un t r y   m a i nt a i n s   l o c a l   b e s t   s o l ut i o n   = [ 1 , 2 , 3 , ,  ]   by   i t s e l a n d   gl o b a l   b e s t   s o l ut i o = [ 1 , 2 , 3 , ,  ]   a c h i e v e by   a n y   c o un t r y   i a   c o l o ny .   T h e i t   c o m put e s   a nd  f i n ds   t h e   g l o b a l   a n d   l o c a l   b e s t   po s i t i o n   b a s e o w h i c i m pe ri a l i s t   a r e   a dde d.   T h i r d l y   upda t i n g   po s i t i o a n d   v e l oc i t y ,   i e a c r o un d   t h e r e   i s   a   c h a nge   i v e l o c i t y   of   e a c h   c o unt r y   t o w a r ds   l o c a l   b e s t   a nd  g l o b a l   b e s t   po s i t i o n s .   T h e   po s i t i o o f   c o un t r i e s   i s   upd a t e a s   f o l l ow s      + 1 =  +  + 1                 (11)     T h e   v e l o c i t y   o f   c o un t r i e s   i s   upd a t e a s   f o l l o w s        + 1 =  + 1 1 (   ) + 2 2 (   )           (12)     w h e r e   t h e   n o t a t i o o f       a n d    i s   s i m i l a t o       i s   t h e      di m e n s i o of      c o un t ri e s   v e l o c i t y   a n i t   i s   ge n e ra l l y   l i m i t e t o   c l o s e i n t e r v a l   o f   [ , ]   t o   pr e v e n t   c o l o n i e s   f r o m   m o v i n b e y o n t h e   s e a r c h   s p a c e   b o un da r y   c o n di t i o n s .   T h e   a c c e l e r a t i o pa ra m   1   a n d   2   a r e   c o n t r o l l e b a s e o e v o l ut i o n a r y   s t a t e s .   Co e f f i c i e n t   1   a nd  2   a r e   a r b i t r a ri l y   ge n e ra t e p a ra m   b e t w e e n   z e r o   t o   o n e   f o r      di m e n s i o n   a n   i s   t h e   i n e r t i a   w e i gh t .   T h e   w e i gh t s     pl a y   a   c ri t i c a l   pa rt   i n   c o n t r o l l i n i n f l ue n c e   o f   ve l oc i t y   of   a   c o un t r y   of   pr e s e n t   o n e .   T hi s   i s   do n e   t o   b r i ng   t ra de o ff   b e t w e e n   g l o b a l   a n d   l o c a l   s e a r c ( i . e .   l a rge   a n d   s m a l l   i n e rt i a l   w e i ght     upda t e   r e s pe c t i v e l y ).   Th e   upd a t i o o f   w e i gh t   i s   m o di f i e t o   p r e v e n t   t h e   p r o po s e d   o pt i m i z a t i o m o de l   i ge t t i n g   s t uc i l o c a l   o pt i m a   w h i c h   i s   a s   f o l l ow s     = ( ) ( ) +               (13)     w h e r e     i s   t h e   m a x i m u m   a m o u n t   i t e ra t i o pe r m i t t e d,     i s   t h e   p r e s e nt   i t e r a t i o n ,     i s   t h e   m i ni m u m   i n e rt i a l   w e i gh t   a nd    i s   t h e   m a xi m um   i n e rt i a l   w e i gh t .   T h e   p r e s e n t   f i n e s t   s o l ut i o i s   c h o s e a f t e t e rm i na t i o n   s t a t e m e n t   i s   m e t .   T hi s   i s   t h e   i de a l   s t ra t e gy   fo r   o pt i m i z a t i o i s   c o m put e d.   T h e   da t a   a gg r e ga t e by   c l us t e r   i s   a s   f o l l ow s :   s e n s o r   n o de   t ra ns m i t s   t h e   d a t a   o f     b i t s   t o   i t s   c l us t e h e a d .   T h e   t o t a l   d a t a     b i t s   g a t h e r e b y   c l us t e r   h e a d   a r e   c o m put e ha s   f o l l o w s     =   = 1                   (14)     w h e r e     i s   t h e   n u m b e r   o f   m e m b e r s   i a   c l us t e r.       T h e   e n e rgy   c o n s um e d   t o   s e n s e   d a t a ,   t ra n s m i t ,   r e c e i v e   da t a   a nd  s l e e s c h e dul e   i s   c o m put e a s   f o l l ow s     = ( 1  ) [  ( , ) +  ( ) ] +           (15)     = ( 1  ) ( + 2 2  + ) +           (16)     w h e r e      i s   l i ke l i h o o of   s l e e s c h e dul e   o f   s e n s o r   de v i c e s ,      i s   t h e   e n e r gy   di s s i pa t i o n   o f   s e n s o n o de   i s l e e m o de .     E a c h   c l us t e h e a d   w i l l   r e c e i v e   da t a   f r o m   m e m b e r   o f   s e n s o r   de v i c e .   T h e   c l us t e r   h e a t h e n   a gg r e ga t e s   a n d   t ra n s m i t   da t a   t o   i nt e r   c l us t e h o de v i c e .   T h e   i nt e c l us t e r   h o de v i c e   a r e   r e a s o n a b l y   c l o s e   t c l us t e r   h e a d,   h e n c e   f r e e   s pa c e   m o de l   i s   us e d. t o   c o m put e   e n e rg y   di s s i pa t i o o f   c l us t e r   h e a d ,   w h i c h   i s   a s   f o l l ow s     =  ( , ) + ( 2 )  ( ) +           (17)     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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     1 039     1 048   1044   = + 2 2  + ( 2 ) +           (18)     = ( 1  ) [  ( , ) +  ( ) ] +           (19)     w h e r e     i s   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o pe r   b i t   due   t o   da t a   a gg r e g a t i o n .   T h e   a gg r e g a t e d   da t a   i s   t h e s e nt   t o   i n t e c l us t e h o de v i c e   a n d   i t   i s   s e nt   t o   b a s e   s t a t i o n.   T h e   i nt e c l us t e r   h o p   de v i c e   i s   ge n e r a l l y   po s i t i o n e f a r   a w a y   f r o m   b a s e   s t a t i o a s   a   r e s ul t   m u l t i - p a t m o de l   i s   us e d.   T h e   e n e r gy   di s s i pa t i o n   o f   i n t e r   c l us t e h o de v i c e   i s   c o m put e a s   f o l l ow s     = ( 1  ) ( + 4 + ) +             (20)     w h e r e   4   i s   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   i n t e r   c l us t e r   h o de v i c e   a nd  t h e   b a s e   s t a t i o n.   T h e r e f o r e   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   f o r   b o t i nt e r   a n d   i nt r a   c l us t e r   r o ut i n g   i s   gi v e n   a s   f o l l ow s     = + + ( 2 )               (21)     T h e r e f o r e   t h e   t o t a l   e n e r gy   c o n s um pt i o n   o f   n e t w o r c a b e   o bt a i n e d   a s       = .                   (22)     T h e r e f o r e   t h e   e n e r gy   di s s i p a t i o o f   a   n e t w o r k   de pe n ds   o t h e   po s i t i o o f   b a s e   s t a t i o n ,   num b e o s e n s o r   de v i c e   a n s i z e   o f   n e t w o r t o po l o g y .       4.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   T h e   s y s t e m   e n v i r o n m e n t   us e i s   w i n do w s   10  e nt e r p ri s e s   o pe r a t i n g   s y s t e m ,   64 - b i t   Q ua d   c o r e   pr o c e s s o r ,   2G B   N V D IA   CU D A   D e di c a t e d   G r a p hi c   c a rd,   w i t 16G B   o f   R A M .   W e   ha v e   us e s e n s o ri a   s i m ul a t o r   [19]  w hi c i s   de s i g n e d   us i n g   do t   n e t   f r a m e w o r 4 . a n d   C#  a s   a   p r o g ra m m i n l a ngua ge .   W e   h a v e   c o n duc t e s i m ul a t i o s t udy   t o   e v a l ua t 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   c o n s i de ri n g   f i r s t   n o de   de a t h   a n d   75%   n o de   de a t a n d   c o m pa r e o u p r o po s e M O ICA   m o de l   w i t e xi s t i n g      b a s e p r o t o c o l   a n d   w e   h a v e   v a ri e n o de   s i z e   by   400,   600  a n 800  a n c o n duc t e s i m u l a t i o n   s t udy   a n t h e   s i m u l a t i o pa ra m e t e r   us e f o r   e xp e ri m e n t a l   a n a l y s i s   i s   s h o w n   i T a b l e   1 .       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o P a ra m e t e Co n s i de r e d   N e t w o r P a r a m e t e r   V a l ue   N e t w o r S i z e   40m   *   50m   N um be r   o f   s e n s o r   no de s   400,   6 00,   8 00   N um be r   o f   B a s e   s t a t i o n     1   I ni t i a l   e ne r gy   of   s e n s o r   no de s   0. 2   J   R a di o   e ne r gy   di s s i p a t i o n   50  n j / bi t   D a t a   pa c ke t s   l e ng t h   2000   bi t s   T r a n s m i s s i o n   s p e e d   200  bi t / s   B a ndw i dt h   10000   b i t / s   I dl e   e ne r gy   c o ns um pt i o ( E e l e c )   50  n j / bi t   D a t a   pa c ke t   pr o c e s s i ng   d e l a y   0. 1   m s   A m p l i fi c a t i o n   e n e rg y   ( E m p )   1 0 0   p J / b i t / m 2     4. 1     N e tw o r k   Li fe t i m e   P e r fo r m an c e   C o n s i d e r i n F i r s S e n s o r   N o d e   D e ath   I F i gu r e   2   n e t w o r l i f e t i m e   i s   p r e s e n t e d   f o r   t h e   40 n o de s   a f t e r   de a t h   o f   f i r s t   s e n s o f o r   b o t h   p r o po s e d   M O ICA   a n d   e xi s t i n g   L E A CH .   F o r   L E A CH   f i r s t   n o de   de a t o b s e r v e a f t e r   183   r o u n ds   w hi l e   f o r   M O ICA   m e t h o f i r s t   s e n s o r   n o de   de a t o b s e r v e a f t e r   3 28  r o u n ds .   I F i g ur e   3   n e t w o r l i f e t i m e   i s   p r e s e nt e f o r   t h e   600   n o de s   a f t e de a t o f   f i r s t   s e n s o f o r   b o t h   M O I CA   a n d   e xi s t i ng  s y s t e m .   F o L E A CH   f i r s t   n o de   de a t h   o b s e r v e d   a f t e r   138   r o un ds   w h i l e   f o r   M O ICA   m e t h o f i r s t   s e n s o r   n o de   de a t h   o b s e r ve a f t e r   282  r o u n ds .   I n   F i gu r e   n e t w o r l i f e t i m e   i s   p r e s e nt e f o t h e   800   n o de s   a f t e de a t o f   f i r s t   s e n s o f o b o t h   M O I CA   a n d   e xi s t i n g   s y s t e m .   F o r   L E A CH   f i r s t   n o de   de a t h   o b s e r v e a f t e r   74   r o un ds   w hi l e   f o r   M O ICA   m e t h o f i r s t   s e n s o r   n o de   de a t h   ob s e r ve a f t e r   2 80  r o u n ds .   I t   i s   o b s e r v e f r o m   F i gu r e s   2 ,   3   a n d   4   t ha t   M O ICA   i m p r o v e s   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c 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       T i t l e   o f   m a nus c r i p t   i s   s hor t   a nd  c l e ar ,   i m p l i e s   r e s e ar c h   r e s u l t s   ( F i r s t   A ut h or )   1045   by   44. 21%,   51 . 17 a nd  73 . 58%   c o n s i de ri n 400 ,   600   a nd  800  s e n s o r   n o de s   r e s pe c t i v e l y   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l .   A a v e r a ge   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o f   56. 32%   i s   a c hi e v e by   M O ICA   ov e r   L E A CH   p r o t o c o l .                 F i gu r e   2 .   N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   40 s e n s o r   n o de   c o n s i de r i n g   f i r s t   s e n s o n o de   de a t h   F i gu r e   3 .   N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   60 s e n s o r   n o de   c o n s i de r i n g   f i r s t   s e n s o n o de   de a t h           F i gu r e   4 .   N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   80 s e n s o r   n o de   c o n s i de r i ng  f i r s t   s e n s o n o de   de a t h       N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   c o n s i de r i ng  7 5%  s e n s o n o de   de a t h :     In  F i gu r e   5   n e t w o r l i f e t i m e   i s   p r e s e n t e d   f o t h e   400   n o de s   a f t e de a t o f   75%   s e n s o f o r   b o t p r o po s e d   M O ICA   a nd  e xi s t i n g   L E A CH   s y s t e m .   F o L E A CH   75%  n o de   de a t o b s e r v e a f t e r   6 53  r o u n ds   w hi l e   f o r   pr o po s e m e t h o 7 5%  s e n s o r   n o de   de a t h   o b s e r v e a f t e r   886   r o u n ds .   I n   F i gu r e   6   n e t w o r l i f e t i m e   i s   p r e s e n t e fo r   t h e   6 00   n o de s   a f t e de a t o f   75%  s e n s o f o r   b o t M O I CA   a n d   L E A CH .   F o L E A CH   75%   n o de   de a t ob s e r ve a f t e r   367  r o u n ds   w hi l e   f o r   M O ICA   m e t h o 75%   s e n s o r   n o de   de a t h   o b s e r ve a f t e r   963  r o u n ds .   I n   F i gu r e   n e t w o r l i f e t i m e   i s   p r e s e nt e f o r   t h e   800   n o de s   a f t e r   de a t o f   75%  s e n s o r   f o r   b o t h   M O ICA   a n d   L E A CH .   F o r   L E A CH   75 n o de   de a t h   o b s e r v e a f t e r   269   r o unds   w h i l e   f o r   M O ICA   m e t h o d   75%   s e n s o n o de   de a t h   o b s e r v e a f t e r   10 49  r o u n ds .   I t   i s   o b s e r v e f r o m   F i g ur e s   5 ,   a n d   7   t ha t   M O ICA   i m p r o v e s   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   b y   24. 6% ,   61. 89%   a nd   74. 36%   c o n s i de r i ng  4 00,   600   a n d   8 00   s e n s o n o de s   r e s pe c t i v e l y   ov e r   L E A CH   pr o t o c o l .   A n   a v e r a ge   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o f   53. 61 i s   a c hi e v e by   M O ICA   ov e r   L E A CH   p r o t o c o l .       0 50 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 L E A CH M O ICA N u m b e o f   Ro u n d s 1s t  S e ns o r   No de   De a t f o r   400  No de s 0 50 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 L E A CH M O ICA N u m b e o f   Ro u n d s 1s t  S e ns o r   No de   De a t f o r   600  No de s 0 50 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 L E A CH M O ICA N u m b e o f   Ro u n d s 1s t  S e ns o r   No de   De a t f o r   800  No de s 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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     1 039     1 048   1046       F i gu r e   5 .   N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   40 s e n s o r   n o de s   c o n s i de ri n g   75%   s e n s o n o de   de a t h           F i gu r e   6 .   N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   60 s e n s o r   n o de s   c o n s i de ri n g   75%   s e n s o n o de   de a t h           F i gu r e   7 .   N e t w o r l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   f o r   80 s e n s o r   n o de s   c o n s i de ri n g   75%   s e n s o n o de   de a t h     0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 26 51 76 1 0 1 1 2 6 1 5 1 1 7 6 2 0 1 2 2 6 2 5 1 2 7 6 3 0 1 3 2 6 3 5 1 3 7 6 4 0 1 4 2 6 4 5 1 4 7 6 5 0 1 5 2 6 5 5 1 5 7 6 6 0 1 6 2 6 6 5 1 6 7 6 7 0 1 7 2 6 7 5 1 7 7 6 8 0 1 8 2 6 8 5 1 8 7 6 N e t w o rk   E n e rg y   i n   j N u m b e o f   Ro u n d s Ne t wo r L i f e t i m e   a f t e r   75%  No de   De a t h L E A CH M O ICA 0 20 40 60 80 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 29 57 85 1 1 3 1 4 1 1 6 9 1 9 7 2 2 5 2 5 3 2 8 1 3 0 9 3 3 7 3 6 5 3 9 3 4 2 1 4 4 9 4 7 7 5 0 5 5 3 3 5 6 1 5 8 9 6 1 7 6 4 5 6 7 3 7 0 1 7 2 9 7 5 7 7 8 5 8 1 3 8 4 1 8 6 9 8 9 7 9 2 5 9 5 3 N e t w o rk   E n e rg y   i n   j N u m b e o f   Ro u n d s Ne t wo r L i f e t i m e   a f t e r   75%  No de   De a t h L E A CH M O ICA 0 50 1 0 0 1 5 0 2 0 0 1 31 61 91 1 2 1 1 5 1 1 8 1 2 1 1 2 4 1 2 7 1 3 0 1 3 3 1 3 6 1 3 9 1 4 2 1 4 5 1 4 8 1 5 1 1 5 4 1 5 7 1 6 0 1 6 3 1 6 6 1 6 9 1 7 2 1 7 5 1 7 8 1 8 1 1 8 4 1 8 7 1 9 0 1 9 3 1 9 6 1 9 9 1 1 0 2 1 N e t w o rk   E n e rg y   i n   j N u m b e o f   Ro u n d s Ne t wo r L i f e t i m e   a f t e r   75%  No de   De a t h L E A CH M O ICA 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       T i t l e   o f   m a nus c r i p t   i s   s hor t   a nd  c l e ar ,   i m p l i e s   r e s e ar c h   r e s u l t s   ( F i r s t   A ut h or )   1047   4. 2     C o m p ar s i o n   o P r o p o s e d   te c h n i q u e   w i th   s tate - of - a r t   te c h n i q u e s   T a b l e   2   s h o w s   pe r f o r m a n c e   c o m pa ri s o n   o f   pr o po s e s y s t e m   (P S a nd  e xi s t i n p r o t o c o l s   a ve r a ge   l i f e t i m e   a c h i e v e m e n t   o v e r   L E A CH   [20]  p r o t o c o l .   T h e   m o de l   pr e s e n t e i [21]   c o n s i de r e pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o o ve r   L E A CH   c o n s i de r e a   m a x i m um   o f   200  s e n s o r   n o de s   a n a t t a i n e a   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   of  24. 0 o v e r   L E A CH ,   [22]   c o n s i de r e d   a   m a x i m u m   o f   40  s e n s o r   n o de s   a nd   a c h i e v e a   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o 25. 0 %   o v e r   L E A CH ,   [ 23]   c o n s i de r e d   a   m a x i m um   o f   100   s e n s o n o de s   a n d   a t t a i n e d   a n   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   of   15. 0 %   o v e r   L E A CH ,   [24]  c o n s i de r e a   m a x i m um   o f   100  s e n s o r   n o de s   a n a c hi e v e a   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   of   15. 8 2 %   o v e r   L E A CH ,   a nd   [25]   c o n s i de r e d   a   m a xi m u m   o f   40  s e n s o n o de s   a nd   a c h i e v e a   l i f e t i m e   i m p r o v e m e n t   o f   47. 33 %   o v e r   L E A CH .   T h e   s t a t e - of - a rt   c o n s i de r e d   pe r f o rm a n c e   e v a l ua t i o c o n s i de ri n g   40   t o   200   s e n s o r   de v i c e s   w h i c i s   v e r y   s m a l l   c o n s i de ri n g   t h e   f ut u re   a ppl i c a t i o n e e ds .     O ur  w o r c o n s i de r e d   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 ri n g   40 to   1 000   s e n s o de v i c e s   a n d   t h e   a v e ra ge   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   o ut c o m e   i s   m e a s u r e   i n   t e rm   o f   pe r c e nt a ge   a n i s   t a b ul a t e i T a b l e   2 .   T h e   o ut c o m e   s h o w s   t h e   p r o po s e s y s t e m   a t t a i a a v e r a ge   t hr o ughput   pe r f o r m a nc e   i m p r o v e m e n t   o f   56. 96% .   T h e   o v e r a l l   o ut c o m e   s h o w s   t ha t   t h e   P S   m o de l   a c h i e v e s i g n i 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 r t   m o de l   [21] ,   [ 22],   a nd  [23]   c o n s i de ri n g   n e t w o r l i f e t i m e .       T a b l e   2 .   P e r f o r m a n c e   c o m pa r i s o o f   pr o po s e s y s t e m   (P S a n d   e xi s t i n g   p r o t o c o l s   a v e r a ge   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   A l g o ri t h m   A v e ra g e   l i fe t i m e   %   i m p r o v e m e n t     o v e r   L E A CH   (E S [2 0 ]   RE A C - IN   [2 1 ]   2 4 . 0 %   L E A CH - F u z z y   [2 2 ]   2 5 . 0 %   2 2   [2 3 ]   1 5 . 0 %   T S E P [2 4 ]   1 5 . 8 2 %   D CH - G A [2 5 ]   4 7 . 3 3 %   P ro p o s e d   s y s t e m   ( P S )   5 6 . 9 6 %       5.   C O N C LU S I O N   Cl us t e r i n g   t e c hn i que   pl a y   a n   i m po r t a n t   f a c t o r   i n   e nha n c i n g   t he   l i f e t i m e   o f   s e n s o r   n e t w o r k s .   H ow e ve r ,   i m p r o pe c l us t e r   s e l e c t i o t e c hn i q ue s   w i l l   l e a d   t o   pe r f o r m a n c e   de g r a da t i o n.   F o r   b e t t e c l us t e s e l e c t i o n   e vo l ut i o n a r y   c o m put i n g   i s   a do pt e by   e xi s t i n a pp r o a c h e s .   H ow e ve r ,   t h e y   s uffe r s   NP - H a r d n e s s   p r o b l e m   a n c o n n e c t i v i t y   i s s ue s   i s   n e gl e c t e d.   T o   o ve r c o m e   r e s e a r c h   c ha l l e n ge s ,   t hi s   w o r p r e s e n t e M u l t i - o b j e c t i ve   i m pe r i a l i s t   c o m pe t i t i v e   a l go ri t hm   (M O ICA )   f o r   c l us t e h e a d   s e l e c t i o a n d   r o ut i n g   o pt i m i z a 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 u a t e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   M O ICA   ov e r   L E A CH   i n   t e rm   o f   l i f e t i m e   pe r f o r m a n c e   c o n s i de r i ng   f i r s t   s e n s o n o de   de a t a n d   7 5%   s e n s o n o de   de a t h .   T h e   o ut c o m e   s h o w s   a a v e r a ge   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 f   56. 32%  a nd  53 . 61%   i s   a c hi e v e by   M O ICA   ov e r   L E A CH   b a s e pr o t o c o l s .   T h e   o ut c o m e   o f   pr o po s e m o de l   a c hi e v e s h o w   t ha t   i t   a c h i e v e s   s i g ni f i c a n c e   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t   w h e n   c o m pa r e t o   E ^ R ^ 2   (e n e r gy - E ff i c i e n c y   a nd  R e l i a b l e   R o ut i ng)  p r o po s e by   H .   K .   D e v a   S h a rm a   e t   a l .   I n   f ut u r e   t h i s   w o r w o ul c o n s i de e v a l ua t i n pe r f o r m a n c e   a na l y s i s   c o n s i de v a ri e n e t w o r p a r a m e t e r s .   T h e   pe r f o r m a n c e   a c h i e v e of   o ur   m o de l   i n t e rm   o f   e n e r gy   e ff i c i e n c y   w i l l   a i i p r o v i di n s e c uri t y   t o   t h e s e   s e n s o r   de v i c e s .   O ur  f ut u r e   w o r w i l l   e m b e s e c ur i t y   t o   s e n s o r   n e t w o r k s   a n d   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   a n d   h i g h l i g h t   i t s   s i g n i f i c a n c e   a n d   e n e r gy   o ve r h e a i n duc e i p r o v i di n g   s e c ur i t y .         R EF ER EN C ES   [ 1]   R .   S a t hi s h   K um a r ,   R . L og e s w a r i ,   N . A ni t h a   D e v i ,   S . D i v y a B ha r a t hy ,   E f f i c i e nt   C l us t e r i ng   us i ng   E C A T C H   A l g o r i t hm   t o   E x t e n N e t w o r k   L i f e t i m e   i n   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks ,   I n t e r nat i ona l   J o ur na l   o f   E ng i ne e r i ng   T r e nds   an T e c hnol o gy   ( I J E T T )     V o l um e - 45,   N um b e r - 9 ,   2 017 .   [ 2]   B e l l a v i s t a ,   P . ,   C a r do ne ,   G . ,   C o r r a di ,   A . ,   a nd   F o s c hi n i ,   L . ,   C o n v e r g e nc e   o f   M A N E T   a nd   W S N   i n   I o T   ur ba n   s c e na r i o s ,   I E E E   Se ns or s   J ou r na l ,   1 3( 1 0) ,   3558 - 35 67 ,   2 013 .   [ 3]   Z .   K r e m l j a a nd   C .   K a f o l ,   T y pe s   o f   r i s k   i a   s y s t e m   e ng i n e e r i ng   e nv i r o nm e nt   a n s o f t w a r e   t o o l s   f o r   r i s k   a na l y s i s P r oc .   E ng . ,   v o l .   6 9,   pp .   177 183 ,   2014 .   [ 4]   A hm e d,   S y e H a s s a n,   S a f da r   H .   B o uk ,   N a de e m   J a v a i d,   a n I w a o   S a s a s e .   R F   pr o pa g a t i o a n a l y s i s   o f   M I C A z   M o t e s   a nt e nna   w i t h   g r o und  e f f e c t , ”  In   M u l t i t op i c   C on f e r e nc e   ( I N M I C ) ,   20 12  1 5t h   I nt e r na t i o na l ,   pp .   270 - 27 4.   I E E E ,   20 12 .   [ 5]   C .   C a i o ne ,   D .   B r u ne l l i ,   a n L .   B e ni n i ,   D i s t r i bu t e c o m pr e s s i v e   s a m pl i ng   f o r   l i f e t i m e   o p t i m i z a t i o i de n s e   w i r e l e s s   s e ns o r   ne t w o r ks I E E E   T r an s .   I nd .   I n f or m at . ,   v o l .   8,   no .   1 ,   p p.   30 4 0,   F e b .   201 2.   [ 6]   M a d hu   P a t i l ,   C h i r a g   S ha r m a ,   E n e r g y   E f f i c i e nt   W S N   by   O pt i m i z i ng   t he   P a c ke t   F a i l u r e   i N e t w o r k ,   I n done s i an   J our nal   of   E l e c t r i c al   E ngi ne e r i ng   an d   C om pu t e r   Sc i e nc e V o l .   7,   N o .   2 ,   A ug us t   2 017 ,   pp .   41 5   ~   425   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 7. i 2 . pp 415 - 425   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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     1 039     1 048   1048   [ 7]   GK  S r i n i v a s a   G o w da ,   C V   S r i kr i s h na   a n d   K a s hy a D   D h r uv e ,   " W i r e l e s s   M e a s ur e m e nt   S c he m e   f o r   B a ndw i dt h   E s t i m a t i o i M ul t i ho W i r e l e s s   A dho c   N e t w o r k" ,   G l ob al   J ou r na l   of   C om pu t e r   Sc i e nc e   and  T e c hno l ogy ,     v o l . 13,   no . 5,   pp   1 - 11 ,   A pr i l   20 13      [ 8]   J .   P e ng ,   X .   H .   C he n ,   a nd  T .   L i u,   A   f l o w - pa r t i t i o ne une qua l   c l us t e r i ng   r o ut 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 t .   J .   D i s t r i b .   Se n s or   N e t w .   v o l .   2014 ,   12   pp . ,   2 014 ,   A r t i c l e   I D   875268 .   [ 9]   S .   R a n i ;   S .   H .   A hm e d;   R .   T a l w a r ;   J .   M a l ho t r a ,   " C a n   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   W S N , "   i n   I E E E   T r a ns a c t i on s   on  I nd us t r i a l   I n f or m a t i c s   ,   v o l . P P ,   no . 99 ,   pp .1 - 1,   20 17.   [ 10]   C .   W .   T s a i ,   T .   P .   H o ng   a n G .   N .   S h i u ,   " M e t a h e u r i s t i c s   f o r   t he   L i f e t i m e   o f   W S N :   A   R e v i e w , "   i n   I E E E   Se ns o r s   J our nal ,   v o l .   16 ,   no .   9,   pp .   281 2 - 2831 ,   M a y 1,   2016 .   [ 11]   M .   P a r s a po o r   a n d   U .   B i l s t r up ,   " A I m pe r i a l i s t   C o m pe t i t i v e   A l g o r i t hm   f o r   I nt e r f e r e nc e - A w a r e   C l u s t e r - H e a d s   S e l e c t i o i A H o c   N e t w o r k s , "   2014   I E E E   28 t I n t e r na t i o na l   C onf e r e nc e   on   A d v anc e d   I n f o r m at i on   N e t w or k i ng   and  A pp l i c at i on s ,   V i c t o r i a ,   B C ,   20 14,   p p.   41 - 48 .   [ 12]   C .   H .   C he n   a nd   W .   H .   C he n,   " U ni t e d - B a s e d   I m pe r i a l i s t   C o m pe t i t i v e   A l g o r i t hm   f o r   C o m pe n s a t o r y   N e ur a l   F uz z y   S y s t e m s , "   i n   I E E E   T r ans ac t i o ns   o Sy s t e m s ,   M a n,   a nd   C y be r ne t i c s :   S y s t e m s ,   v o l .   46 ,   no .   9 ,   pp .   118 0 - 1189 ,   S e pt .   2016 .   [ 13]   D .   S .   W e i l e   a nd   E .   M i c hi e l s s e n,   G e ne t i c   a l g o r i t hm   o pt i m i z a t i o a p pl i e d   t o   e l e c t r o m a g ne t i c s :   A   r e v i e w ,   I E E E   T r ans .   A n t e nnas   P r opag . ,   v o l .   45 ,   no .   3 ,   pp .   343 353 ,   1997 .   [ 14]   J .   P r a s a a nd   T .   S o ur a de e p ,   C o s m o l og i c a l   p a r a m e t e r   e s t i m a t i o u s i ng   p a r t i c l e   s w a r m   o pt i m i z a t i o ( P S O ) ,   P hy s .   R e v .   D ,   v o l .   85 ,   no .   1 2,   A r t .   I D   12300 8,   20 12 .   [ 15]   Z .   X u,   L .   C h e n ,   C .   C h e n   a nd   X .   G ua n ,   " J o i n t   C l u s t e r i ng   a nd   R o ut i ng   D e s i g n   f o r   R e l i a b l e   a nd   E f f i c i e n t   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 n s o r   N e t w o r ks , "   i I E E E   I nt e r ne t   o f   T hi n gs   J ou r na l ,   v o l .   3,   no .   4,   pp .   520 - 53 2,   A u g .   201 6.   [ 16]   H .   K .   D e v a   S a r m a ,   R .   M a l l   a n A .   K a r ,   " E 2R 2:   E ne r gy - E f f i c i e nt   a nd  R e l i a b l e   R o ut i ng   f o r   M o b i l e   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks , "   i n   I E E E   S y s t e m s   J our nal ,   v o l .   10 ,   no .   2,   pp .   604 - 61 6,   J u ne   2 016 .   [ 17]   P .   N a y a a nd  B .   V a t ha 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   Se ns o r s   J o ur na l ,   v o l .   17 ,   no .   1 4,   pp .   4492 - 449 9,   J u l y 15,   1 2 017 .   [ 18]   P .   N a y a a nd   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 n g   A l go r i t hm   f o r   W S N   t o   E x t e nd   t he   N e t w o r L i f e t i m e , "   i I E E E   Se ns o r s   J o ur n al ,   v o l .   16 ,   no .   1 ,   pp .   137 - 144 ,   J a n . 1 ,   2 016 .   [ 19]   M o ha m m e d   A l i   H u s s a i n ,   E ne r gy   E f f i c i e nt   I nt r u s i o n   D e t e c t i o S c he m e   w i t h   C l us t e r i ng   f o r   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks ,   T E L K O M N I K A   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   V o l .   15 ,   N o .   1 ,   J ul y   2015 ,   pp .   128   ~   1 41 D O I :   10. 115 91 / t e l ko m ni ka . v 15 i 1 . 807 2   [ 20]   W . B .   H e i nz e l m a n ,   A . P .   C h a nd r a k a s a n,   a n H .   B a l a k r i s hn a n ,   A a p pl i c a t i o n - s pe c i f i c   pr o t o c o l   a r c hi t e c t u r e   f o w i r e l e s s   m i c r o s e n s o r   n e t w o r k s ,   I E E E   T r ans a c t i on s   on   W i r e l e s s   C o m m uni c at i on s ,   1 ( 4) : 660  670 ,   200 2.   ( L i f e t i m e ) .   [ 21]   J .   S .   L e u,   T .   H .   C hi a ng ,   M .   C .   Y u   a n K .   W .   S u ,   " E ne r g y   E f f i c i e nt   C l u s t e r i ng   S c he m e   f o r   P r o l o ng i ng   t he   L i f e t i m e   o f   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k   W i t h   I s o l a t e d   N o de s , "   i n   I E E E   C om m uni c at i on s   L e t t e r s ,   v o l .   19 ,   no .   2 ,   pp .   259 - 262 ,   F e b.   2 015 .   [ 22]   P .   N a y a a nd  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 n g   A l go r i t hm   f o r   W S N   t o   E x t e nd   t he   N e t w o r L i f e t i m e , "   i I E E E   Se ns o r s   J o ur n al ,   v o l .   16 ,   no .   1 ,   pp .   137 - 144 ,   J a n . 1 ,   2 016 .   [ 23]   H .   K .   D e v a   S a r m a ,   R .   M a l l   a n A .   K a r ,   " E 2R 2:   E ne r gy - E f f i c i e nt   a nd  R e l i a b l e   R o ut i ng   f o r   M o b i l e   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks , "   i n   I E E E   S y s t e m s   J our n al ,   v o l .   10 ,   no .   2,   pp .   604 - 61 6,   J u ne   2 016 .   [ 24]   K a s ha f ,   A . ,   J a v a i d ,   N . ,   K h a n ,   Z . ,   &   K h a n ,   I . ,   T S E P :   T h r e s ho l d - s e ns i t i v e   s t a b l e   e l e c t i o n   pr o t o c o l   f o r   W S N s ,   I C onf e r e nc e   on   F r on t i e r s   o f   i n f or m at i on   t e c hno l ogy ,   pp .   164 168 ,   2 012 .   [ 25]   M o ha m e d   E l ho s e ny ,   A hm e F a r o uk ,   N a nr un   Z ho u,   M i ng - M i ng   W a ng ,   S o l i m a A bda l l a ,   J o s e p   B a t l e ,   D y na m i c   M ul t i - ho C l us t e r i ng   i n   a   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k:   P e r f o r m a nc e   I m pr o v e m e nt ,   W i r e l e s s   P e r s ona l   C om m uni c at i on s ,   S pr i ng e r   U S ,   95 ( 4 ) ,   P a g s   37 33 - 3753   ( D O I           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.