I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b er   2 0 2 1 ,   p p .   4 1 8 3 ~ 419 3   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 5 . pp 4 1 8 3 - 419 3          4183       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Lifeti m e   c en tric  l o a b a la ncing   m e cha nis m  in  w ireless   s enso n etw o rk  bas ed I o e nv iro n m ent       Vee ra ba dra pp a 1 B o o m a   P o o la M a rik a nn a n 2   1 Dep ar t m en t o f   R esear c h   an d   Dev elo p m e n t o f   P r o d u ct  b ased   USA   So f t w ar C o m p a n y ,   I n d ia   2 S c h o o o f   Co m p u ti n g ,   A sia   P a c ifi c   Un iv e rsit y   o f   Tec h n o lo g y   a n d   A mp ,   In n o v a ti o n ,   M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 1 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   Ma r   1 4 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   Ma r   2 7 ,   2 0 2 1       W irele ss   s e n so n e tw o rk   (W S N)  is  a   v it a f o r m   o f   th e   u n d e rly in g   tec h n o l o g y   o f   th e   i n tern e o f   t h i n g (Io T );  W S c o m p rise se v e ra e n e rg y - c o n stra in e d   se n so n o d e to   m o n it o v a rio u p h y sic a p a ra m e t e rs.  M o re o v e r,   d u e   t o   th e   e n e rg y   c o n stra in t,   lo a d   b a lan c in g   p la y a   v it a ro le  c o n sid e rin g   th e   w irele s s   se n so n e tw o rk   a b a tt e r y   p o w e r.   A lt h o u g h   se v e ra c lu ste rin g   a lg o rit h m s   h a v e   b e e n   p ro p o se d   f o p ro v id i n g   e n e rg y   e ff i c ien c y ,   th e re   a re   c h a n c e o u n e v e n   lo a d   b a lan c in g   a n d   th is  c a u se th e   re d u c ti o n   in   n e tw o rk   li f e ti m e   a s   t h e re   e x ists   in e q u a li ty   w it h in   th e   n e tw o rk .   T h e s e   s c e n a rio o c c u d u e   to   th e   sh o rt  li f e ti m e   o f   th e   c lu ste h e a d .   T h e se   c lu ste h e a d   (CH)  a re   p rim e   re sp o n si b le  f o a ll   th e   a c ti v it y   a s   it   is  a lso   re sp o n si b le  f o in tra - c lu ste a n d   in ter - c lu ste c o m m u n ica ti o n s.   I n   th is  re se a rc h   w o rk ,   a   m e c h a n i s m   n a m e d   li f e ti m e   c e n tri c   lo a d   b a lan c in g   m e c h a n is m   ( L C L BM )   is  d e v e lo p e d   t h a f o c u se o n   CH - s e lec ti o n ,   n e two rk   d e sig n ,   a n d   o p ti m a CH  d istri b u t io n .   F u rth e rm o re ,   u n d e L CL BM ,   a ss istan c lu ste h e a d   ( A CH )   f o b a lan c in g   th e   lo a d   is  d e v e lo p e d .   L CL BM   is  e v a lu a ted   b y   c o n sid e rin g   th e   im p o rtan m e tri c s,  su c h   a e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   c o m m u n ica ti o n   o v e rh e a d ,   n u m b e o f a il e d   n o d e s,  a n d   o n e - w a y   d e l a y .   F u rth e r,   e v a lu a ti o n   is  c a rri e d   o u t   b y   c o m p a rin g   w it h   ES - L e a c h   m e th o d ,   t h ro u g h   th e   c o m p a ra ti v e   a n a l y sis  it   is   o b se rv e d   th a t h e   p r o p o se d   m o d e l   o u t p e rf o rm s th e   e x isti n g   m o d e l.   K ey w o r d s :   L C L B   L i f eti m m ax i m iza tio n   L o ad   b alan cin g   Net w o r k   W ir eless   s en s o r     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Vee r ab ad r ap p a   Dep ar t m en t o f   R esear c h   an d   Dev elo p m e n t o f   P r o d u ct  b ased   USA   So f t w ar C o m p a n y   I n d ia   E m ail:  v ee r u 4 9 9 8 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     I o T   ca n   b p o ten tiall y   d e f i n e d   as  th ec o s y s te m   o f   th i n t er lin k ed   d ev ice s   th r o u g h   th i n ter n et  f o r   s en d i n g   a n d   r ec eiv i n g   th d a ta.   I is   o n o f   t h i n telli g en n et w o r k s   th a ca n   b co n tr o lled ,   s en s ed ,   an d   p r o g r am m ed   th r o u g h   th e m b ed d ed   tech n o lo g y   to   s h ar in f o r m at io n   [ 1 ] .   I n ter n et  o f   t h i n g s   g i v es  t h ea r lies t   ac ce s s   to   th d ev ices  p er f o r m i n g   w it h   h ig h   ef f icie n c y   a n d   g r ea p r o d u ctiv it y .   Mo r eo v er ,   d u r in g   th s u r v e y ,   it   is   f o u n d   th at   n ea r l y   5   b illi o n   d ev ices  ar a v ailab le  i n   t h w o r ld   an d   th e   ex p an s io n   o f   I o T   s u g g es ts   t h at  b y   t h e   en d   o f   2 0 2 0   th is   n u m b er   w ill  b 5 0   b illi o n   d ev ices,  n o o n l y   th at  t h n u m b er   m i g h also   ex ce ed   in   ter m s   o f   s ev er al  p eo p le  co m m u n icati n g   t h a n   t h n u m b er   o f   d ev ice s   co n n ec ted .   T h ese  p h en o m e n m a y   ca u s h u g e   tr af f ic,   th i s   p r o v id es o n o f   t h m u l tip le  r ea s o n s   to   f u r t h er   r esear ch   in   t h I o T   a r ea .   I n ter n et  o f   t h in g s   h as  v ar io u s   ap p licatio n s ,   m ai n l y   e - h ea lth ,   r etail  an d   lo g is tics ,   s m ar a g r icu l tu r e,   s m ar h o m e,   an d   s m ar cit y .   Nev er th e less ,   t h ese  ap p licatio n s   r eq u ir s o m p r o p er ties   s u ch   a s   lo w   d ela y ,   s ec u r it y ,   a n d   r eliab ilit y .   T h d is cu s s ed   c h ar ac ter is tic s   ar v e r y   i m p o r ta n f o r   th e   id ea u tili za tio n   o f   I o T   an d   it   is   o b s er v ed   t h at   d if f er e n ap p licatio n s   r eq u ir d i f f er e n c h ar ac ter is tic s .   Fo r   i n s tan ce ,   i n   t h ca s o f   s m ar t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1     4 1 8 3   -   419 3   4184   ed u ca tio n   a n d   e - h ea lth s ec u r e,   r eliab le  co m m u n icatio n   a n d   p r iv ate  co m m u n icatio n   is   r eq u ir ed .   Si m ilar l y ,   i n   ca s o f   a n   e m er g e n c y   s o l u tio n ,   r eliab le  co m m u n icatio n   a n d   lo w   d ela y   ar v er y   i m p o r tan t.  E n er g y   ef f ic ien c y   is   r eq u ir ed   i n   e v er y   ap p licatio n h e n ce ,   lo ad   b alan ce d   co m m u n ica tio n   m u s t b d ev e lo p ed   in   s u c h   a   w a y   t h at  it   ca n   f u l f ill  cr iter ia  [ 2 ] .   W ir el ess   s e n s o r   n et w o r k   ( W SN )   i.e .,  w ir eless   s e n s o r   n et w o r k   ac ts   as  th b r id g e   b et w ee n   t h r ea l   w o r ld   a n d   d i g ital   w o r ld   a s   t h s en s o r s   ar co n n ec ted   a n d   t h e y   ar r esp o n s ib le  f o r   s en s i n g   t h e   d ata  an d   tr an s m itti n g   th e   d ata  th r o u g h   t h i n ter n et  [ 3 ] .   W S is   n o th in g   b u t h m u l tip le  s en s o r s   d ep lo y ed   i n   th n et w o r k   f ie ld   f o r   m o n i to r in g   s ev er al  p ar a m eter s   s u c h   as  p h y s ical  an d   en v ir o n m e n tal.     Fig u r 1   s h o w s   d ata  tr an s m i s s io n   i n   t h w ir eles s   s en s o r   n et w o r k .   I n   F i g u r 1 ,   th er ar m an y   s e n s o r   n o d es,  an d   t h ese   n o d es  ar c l u s ter ed   u s i n g   t h cl u s ter i n g   al g o r ith m   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Her e,   th s e n s o r   n o d es  s e n s e   th e   d ata  an d   s en d   it  to   t h co r r esp o n d in g   cl u s ter   h ea d ,   later   th ese  clu s ter   h ea d   ( CH )   tr a n s m i ts   th d ata  to   b as e   s tatio n .   F u r th er ,   t h r o u g h   t h b ase  s tatio n ,   d ata  ca n   b ac ce s s ed   b y   t h in ter n et  a n d   th ese  s en s o r s   ar b atter y - b ased ,   h en ce ,   t h W S m o d el   m u s t   b d esig n ed   i n   s u c h   wa y   t h at  it   s h o u ld   b e f f icie n i n   ter m s   o f   s e lectio n   o f   p ath ,   clu s ter i n g ,   lo ad   b alan cin g ,   s e n s i n g ,   a n d   p ar a m eter   d esig n .   W SN  th at   is   m ea n t   f o r   I o T   f ac es  a   lo o f   is s u es   ap ar f r o m   s e n s in g   s u ch   as   t h a m o u n o f   s en s o r   n o d d ep lo y ed   i n   th e   f ield ,   h ar d w ar d a m a g e,   c o m m u n icatio n   m o d e,   l i m i te d   b atter y   p o w er ,   I n cr ea s i n   co m p u tatio n al  co s t.  A p ar f r o m   t h ese  co n s tr ain t s   W SN  th at  i s   m ea n f o r   I o T   a ls o   f ac es  th c h alle n g es  o f   q u alit y   o f   s er v ice  ( Qo S ) ,   p o w e r   m an a g e m en t,  an d   s ec u r it y   [ 6 ] [ 7 ] .   Mo r e o v er ,   e n er g y   c o n s u m p tio n   h as  b ee n   p r im a is s u w h ile  d esi g n i n g   t h W SN  m o d el  f o r   I o T   an d   th is   h as  led   th r esea r ch er   to   g et  i n to   d ep th   f o r   r ed u cin g   t h e n er g y   co n s u m p tio n   an d   s ev er al  id ea s   s u c h   as r o u ti n g ,   an d   clu s ter i n g   h av b ee n   p u t to   r ed u ce   th e n er g y   co n s u m p tio n   [ 8 ] .           Fig u r 1 .   Data   tr an s m is s io n   i n   th w ir eles s   s e n s o r   n et w o r k       a.   Mo tiv atio n   a n d   c o n tr ib u tio n   o f   th r esear c h   w o r k   I n   W SN  th er ar m a n y   clu s t er s   an d   ea ch   cl u s ter   h av cl u s ter   h ea d   an d   if   o n clu s ter   h ea d   f ail s   th en   t h n et w o r k   b ec o m es  u n b ala n ce ,   an d   th d ata  tr an s m i s s io n   f ail s .   Oth er   f ac to r s   s u c h   as  en er g y   co n s u m p tio n   ca u s r ed u ct io n   in   n e t w o r k   l i f eti m [ 9 ] .   Hen ce ,   en er g y   d ep letio n   eq u ilib r iu m   o r   l o ad   b alan cin g   s tr ate g y   w a s   in tr o d u ce d   to   m ax i m ize  th e   li f eti m e.   I n   p ast,  s ev er al  m et h o d o lo g ies  h a v b ee n   p r o p o s ed   f o r   lo a d   b alan cin g   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] ,   h o w e v er ,   th es m et h o d o lo g ies  f ac i s s u es   s u ch   as  n e t w o r k   co m p le x it y ,   th li f et i m o f   C H,   C H - s elec tio n ,   cl u s ter i n g ,   an d   r o u tin g .   He n ce ,   m o ti v ated   b y   t h ab o v e   d is cu s s io n ,   t h is   p ap er   p r o p o s es   n o v el  m ec h a n i s m   n a m ed   lif eti m ce n tr ic  lo ad   b alan ci n g   m ec h a n i s m   ( L C L B M )   w h ich   f o c u s e s   o n   m ax i m izin g   t h n et w o r k   li f eti m e.   F u r th er ,   t h co n tr ib u tio n   o f   r esear ch   w o r k   is   h ig h li g h ted   th r o u g h   th b el o p o in ts :   T h m ai n   ai m   o f   L C L B is   to   m ax i m ize  t h n et w o r k   li f eti m th r o u g h   b alan c in g   t h lo ad .     Stu d y   a n d   d ee p   an al y s is   o f   b al an ce d   clu s ter in g   alg o r it h m .     A f ir s t,  d esi g n   th at  i s   s p ec i f i to   n et w o r k   to p o lo g y   an d   en e r g y   m o d el  i s   d ev elo p ed ,   an d   later   an   a d ap tiv m ec h an i s m   o f   c l u s ter   h ea d   s h ar i n g   i s   d ev elo p ed .     Fu r t h er ,   d ev elo p   th n o v el  C H - s elec t io n   an d   AC m ec h a n is m   th a t h elp s   i n   m ax i m iz in g   t h lif eti m e.     E v alu a te  th L C L B b y   co n s i d er in g   t h v ar io u s   p ar a m eter   s u ch   a s   n et w o r k   lif e ti m an d   e n er g y   co n s u m p tio n .   T h is   r esear ch   f o c u s e s   o n   ac h i ev in g   th e   lo ad   b alan ci n g   m ec h an i s m   a n d   o r g a n ized   i n   a   s ta n d ar d   w a y .   Her e,   th f ir s s ec tio n   s tar t s   w it h   th s i g n i f ica n ce   o f   I o T ,   W SN,  an d   it s   ap p licatio n .   F u r th er ,   d is c u s s   t h e   p r o b lem   f ac ed   f o r   th i m p le m en tatio n   a n d   th i m p o r tan c o f   lo ad   b alan cin g .   L a ter ,   in   th s a m s ec t io n ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Lif etime  ce n tr ic  lo a d   b a la n cin g   mec h a n is in   w ir eless   s en s o r   n etw o r b a s ed   I o T…  ( V ee r a b a d r a p p a )   4185   d is cu s s   t h m o t iv at io n   a n d   co n tr ib u tio n   o f   r esear c h   w o r k .   I n   th e   s ec o n d   s ec tio n ,   r ev ie w   s ev er al  e x i s ti n g   w o r k s   f o r   ac h iev i n g   lo ad   b alan cin g   a n d   th eir   s h o r tco m i n g s .   B y   co n s id er i n g   t h d is c u s s ed   p r o b lem   i n   t h liter atu r s u r v e y   in   t h t h ir d   s ec tio n ,   d ev elo p   L C L B f o r   m ax i m iz in g   t h r o u g h   lo ad   b alan ci n g .   T h f o u r t h   s ec tio n   f o cu s es  o n   ev al u ati n g   L C L B t h r o u g h   g r ap h ical  r ep r esen tatio n   b y   co m p ar i n g   i w ith   th e x i s ti n g   p r o to co l.       2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   I n   W SN  [ 1 2 ] ,   th au t h o r   h as   i n tr o d u ce d   p ar ticle  s w ar m   o p tim izatio n   ( P SO )   tech n iq u to   r eso lv t h e   lo ad   b alan cin g   p r o b lem   an d   g i v es  r o u t in g   b et w ee n   C Hs.  A t   f ir s t,  all  t h g iv e n   n o d es  tr an s m it  t h eir   d ata  to   t h e   s in k   th at  s o l v es  t h lo ad   b ala n cin g ,   an d   in - n et w o r k   t h s in k   g i v es  t h r o u tin g   w it h   th h elp   o f   P SO,  w h ic h   co n tain s   t h s c h e m o f   e f f ici en p ar ticle - e n co d in g .   W h e n e v er   th s en s o r   n o d ( SN )   ca n   b ass ig n ed   v ia  g ate w a y   a n d   th n e x g ate w a y   h o p   is   d ef in ed ,   th is   i n f o r m ati o n   b r o ad ca s ts   th s i n k   o n   t h n et w o r k .   I n   [ 1 3 ] ,   it  in tr o d u ce s   th e   n o v el  al g o r ith m   o f   r o u ti n g   an d   c lu s ter in g   b ased   o n   P SO  f o r   th e   W SNs   t h at  o u tp er f o r m   t h e   in tr o d u ce d   alg o r it h m   in   [ 1 2 ] .   T h m ai n   d i f f er e n ce   b et w ee n   t h is   w o r k   [ 1 4 ]   an d   th s a m P SO  b ased   m et h o d   is   to   ass u m t h en er g y   b ala n ci n g   a n d   en er g y   e f f icien c y   ( EE )   s i m u lta n eo u s l y ,   w h er th p r o p o s ed   alg o r ith m   o n l y   as s u m es   t h C HS s   E E .   I n   W SN s   [ 1 4 ] ,   th e   a u th o r   h as   s o l v ed   r o u ti n g   a n d   cl u s t er in g   p r o b lem s   b y   u tili zi n g   th P SO.  I n   [ 1 3 ] ,   th m ai n   d if f er en ce   b et w ee n   th i s   w o r k   a n d   in tr o d u ce d   alg o r it h m s   [ 1 4 ]   is   u s ed   P SO  to   ch o o s C Hs  b e f o r th c lu s ter s   ar p r o d u ce d .   An y w a y s ,   in   [ 1 2 ]   an d   [ 1 3 ]   g ate w a y s   th at  ac as  th e   C H s ,   th er is   n o   r eq u ir e m en t to   ch o o s C Hs to   p r o d u ce   th clu s ter s   an d   it o n l y   r eq u ir es a s s i g n i n g   SNs   to   g ate w a y s .     I n   W SNs   [ 1 5 ] ,   th a u th o r   h as  u tili ze d   t h ge n et ic  alg o r it h m   ( GA )   to   s o l v t h r o u ti n g   an d   clu s ter i n g   alg o r ith m .   T h e y   ass u m th g ate w a y s '   r esid u al  en er g y   an d   d is tan ce   a m o n g   co r r esp o n d in g   C an d   SNs   f o r   clu s ter i n g .   I n   ad d itio n   to   g at e w a y s   r esid u al  en er g y ,   t h t r ad e - o f f   b et w ee n   th n u m b e r   o f   f o r w ar d s   an d   tr an s m is s io n   d is tan ce   is   a s s u m ed   f o r   r o u tin g .   T h ef f ic ie n r ep r esen tatio n   o f   th c h r o m o s o m h as  b ee n   ef f icien tl y   h elp in g   to   r eso lv th p r o b lem s   o f   r o u tin g   an d   c lu s ter i n g .   I n   th r o u ti n g   al g o r ith m ,   t h n e x t - h o p s   en er g y   co n s u m p tio n s   ar n o tak en   i n to   co n s id er atio n .   I n   p ap er   [ 1 6 ] ,   th au th o r   h as  s o l v ed   th p r o b lem s   o f   r o u tin g   a n d   cl u s ter i n g   i n   t h e   W SNs   b y   u tili zi n g   lo ca d ata   ab o u n o d es.  I n   th is   tech n iq u e,   t h b ac k b o n o f   d ir ec ted   v ir tu al  C H s   is   co n s tr u cted   an d   u ti lized   b y   th h elp   o f   C to   tr an s m i th eir   i n f o r m atio n   to   s in k .   T h is   v ir tu a s tr u ctu r h as   r o o t,  w h ic h   is   k n o w n   a s   t h s i n k .   T h is   t y p o f   m et h o d   d o es  n o ad d r ess   th lo ad   b alan cin g   is s u e.   I n   [ 1 7 ] ,   th au th o r   h a s   in tr o d u ce d   th alg o r ith m   o f   d i s tr ib u ted   u n eq u al   clu s ter i n g   u til izin g   f u zz y   lo g ic  ( DU C F )   f o r   t h W SNs .   T h DU C c h o o s es  t h C Hs  u ti lizi n g   th e   f u zz y   m eth o d   an d   f o r m s   t h u n eq u al  clu s ter s   to   b alan ce   th p o w er   co n s u m p t io n   b et w ee n   C Hs.  I n   t h DUC F,  h u g n u m b er s   o f   m e m b er s   ar ass ig n ed   to   ev er y   s in g le  C b ased   o n   its   n u m b er   o f   n ei g h b o r s ,   d is tan ce ,   an d   r esid u a l e n er g y   to   s i n k .   I n   [ 1 8 ] ,   h av u t ilized   ar tific ial   b ee   co lo n y   ( A B C )   to   r eso lv th p r o b le m s   o f   r o u ti n g   a n d   cl u s ter i n g   i n   W SNs .   T h clu s ter s   ca n   b p r o d u ce d   b ased   o n   n eig h b o r h o o d   d ata  an d   th en er g y   le v els  o f   SNs   i n   th e   p r o to co l.  I n   A B C ,   t h f it n es s   f u n ctio n s   f o r   r o u tin g   i s s u es  ar b ased   o n   th n u m b er   o f   h o p s   p ath   a n d   en er g y   ef f icien c y .   A cc o r d in g   to   [ 1 9 ] ,   th a u t h o r   h a s   r eso l v ed   th e   p r o b lem   o f   r o u t in g   a n d   cl u s ter in g   i n   W SNs   a s   ass u m in g   th p r o b le m   o f   h o t s p o t.  T h in tr o d u ce d   alg o r ith m   tak e s   th d is tan ce   a n d   r esid u al  en er g y   f r o m   t h e   s in k   in to   th ac co u n a n d   th u s   s ep ar ates  th n et w o r k   in to   n o eq u al  s ize  clu s ter s   b y   u s i n g   t h alg o r it h m   o f   m u lti - o b j ec tiv i m m u n e.   I n   p ap er   [ 2 0 ] ,   th au th o r   h as  in tr o d u ce d   th p r o to co l   f o r   r o u tin g   a n d   clu s ter in g   i n   th W SNs   w h ic h   is   b ased   o n   th t y p e - 2   f u zz y   lo g ic  ( T 2 F L ) .   T h p r io r   alg o r ith m s   h av u tili ze d   th t y p e - f u zz y   lo g ic  ( T 1 FL )   to   r eso lv th is   is s u e.   T 2 FL   is   t h s et s   o f   f u zz y   t h e m s el v es.  I n   [ 2 1 ] ,   th au th o r   h a s   p r o p o s ed   th alg o r ith m   o f   r o u ti n g   a n d   clu s t er in g   f o r   th W SNs ,   w h er ea s   all  n o d es  ar h eter o g en eo u s .   T h is   m et h o d   ch o o s es   th e   C H s   i n   e v er y   s i n g le  r o u n d   an d   ca lc u lat es  s m al ler   n u m b er   o f   h eter o g en eo u s   n o d es.  T h e   SNs   tr an s m it t h eir   in f o r m atio n   to   s in k   w i th   t h h elp   o f   ch o s e n   h eter o g e n eo u s   n o d es a n d   th e ir   C H.     I n   p ap er   [ 2 2 ] ,   th au th o r   h a s   s o lv ed   th p r o b le m s   o f   r o u t in g   an d   clu s ter in g   i n   th W SN s   b y   ass u m i n g   th en   as  t h P ar eto   o p tim iza tio n   p r o b lem   ( m u lti - o b j ec tiv p r o b lem ) .   T h e y   h a v co n s id er ed   th n u m b er   o f   C Hs   an d   q u alit y   o f   li n k   a m o n g   th C Hs  an d   clu s ter   m e m b er s ,   an d   th q u alit y   o f   th li n k   i s   co n s tr u cted   as  th e   r o u tin g   tr ee   w h ic h   is   ta k e n   in   th p r o b lem   o f   P ar eto   o p ti m iz atio n .   I n   th i s ,   th i n d i v id u al  e n co d in g   m et h o d   h as   b ee n   d esi g n ed   t h at   p er m it s   t h e   j o in o p ti m izatio n   o f   r o u ti n g   an d   clu s ter i n g   is s u e s   i n   t h W SNs .   I n   p ap er   [ 2 3 ] ,   th a u th o r   h as d e f in ed   t h p r o b le m s   o f   r o u ti n g   an d   cl u s ter in g   i n   W SNs   as t h p r o b le m   o f   P ar eto   o p ti m izatio n .   T h is   is s u is   r eso l v ed   b y   u s i n g   th m u lti - o b j ec tiv p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( MO P SO ) .   I n   th p r o b lem   o f   P ar eto   o p t im izatio n ,   r eliab ilit y ,   an d   E E   ar e   d escr ib ed   as  th f u n ctio n   o f   o b j ec tiv e.   I n   th n et w o r k ,   th e y   h av e   p er f o r m ed   lo ad   b alan cin g   b y   r e v o lv i n g   th r o les  o f   C an d   n ex h o p   in   ea ch   o f   th iter atio n s .   T h p er f o r m a n ce   o f   t h n et w o r k   is   m a x i m ized   in   co m p ar i s o n   to   th o th er   alg o r it h m   b u h er lo ad   b alan cin g   clu s ter i n g   p r o b lem   h as  n o b ee n   ad d r ess ed .   I n   [ 2 4 ] ,   th e y   h a v s o lv ed   t h p r o b lem   o f   cl u s ter in g   i n   t h W SNs   b y   m ax i m izi n g   t h al g o r it h m   o f   C u c k o o   s ea r c h   ( C S) ,   an d   th p r o b le m   o f   r o u ti n g   i s   m ax i m ized   b y   t h e   alg o r it h m   o f   h ar m o n y   s ea r ch .   T h m a x i m ized   alg o r ith m   o f   C d is co v er s   a n   o p ti m al  s e o f   C Hs  b et w ee n   n o r m al  SN s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1     4 1 8 3   -   419 3   4186   I n   [ 2 5 ] ,   th au t h o r   h as   in tr o d u ce d   th al g o r ith m   o f   c l u s ter - b ased   r o u ti n g ,   w h ic h   u tili ze s   t h e   co n v o lu tio n al   n e u r al  n et w o r k   ( C NN )   a n d   f u zz y   r u le s   f o r   W S Ns.  I n   t h al g o r ith m ,   th er ar f o u r   t y p e s   o f   p ar am eter s   th at  r e m ai n   th s a m f o r   C Hs  en er g y ,   t h d is t an ce   a m o n g   s i n k   a n d   C Hs,  t h n o d es,  C H,   an d   d is tan ce   ar u ti lized   f o r   th cl u s ter   f o r m atio n .   T h n et w o r k   ca n   b in s tr u cted   w it h   th h el p   o f   f u zz y   r u le s   an C NN  f o r   t h ad j u s t m e n t   w ei g h t.  F u r t h er m o r e,   t h e y   al s o   u t ili ze   th e   ap p r o ac h   o f   f u zz y   r ea s o n in g   f o r   t h e   clu s ter   f o r m atio n   to   ac h iev cl u s ter - b ased   r o u tin g .   An y w a y s ,   th e y   u ti lize  th C Hs  d eg r ee   i n   th f o r m atio n   o f   a   clu s ter ,   a n d   it   ca n n o m an a g e   th lo ad   o f   SN s   ( s e n s o r   n o d es)  b et w ee n   C H s .   I n   [ 2 6 ] ,   in tr o d u ce d   th w ell - k n o w n   al g o r ith m   as  d y n a m ic   la y er ed   d u al - C Hs  r o u t in g   b ased   o n   th o p ti m izat io n   o f   Kr ill  h er d   ( KH )   in   u n d er w ater   w ir eles s - s e n s o r   n e t w o r k s   ( UW SNs ) .   T h m a in   p u r p o s o f   th is   al g o r ith m   i s   to   m an a g t h p o w er   co n s u m p tio n   o f   C H s .   T o   attai n   th i s   ai m ,   th e y   u tili ze   t h d is t an ce   b et w ee n   C an d   cl u s ter .         3.   P RO P O SE M E T H O D   L C L B co m p r i s es  s e v er al  p a r ts   s u c h   a s   n et w o r k   m o d el,   en er g y   m o d el,   ch - s h ar in g   m o d el ass is ta n t   clu s ter   h ea d -   m o d el  ( AC H )   an d   its   f u n ctio n alit y ,   th e s all  ar d is cu s s ed   in   t h f o llo w i n g   s e ctio n s .     3 . 1 .     Net wo rk   m o del a nd   a s s u m ptio n   I n   t h is   s u b - s ec tio n ,   th e   n e t w o r k   to p o lo g y   o f   th e   cir cu lar   r eg io n   s h ap ed   is   d e s ig n ed ,   h er th e   s i n k   i s   p lace d   in   th ce n ter   a n d   ea ch   l a y er   is   in   t h s h ap o f   s q u ar an d   d o es  n o lo s an y   p r o p er ties .   L et  u s   a s s u m th at  t h r ad i u s   o f   t h n et w o r k   to p o lo g y   i s     an d   an g le   Θ ,   th e   n et w o r k   to p o lo g y   is   p ar ted   i n to   th r i n g   s h ap e,   w h er e,     is   d ep th .   At  f ir s all,   t h n o d es  ar d ep lo y ed ,   an d   it  is   i m m o b ilized ,   f u r th er ,   ea ch   n o d h as  t h s a m en er g y   at  th i n it ial  s ta g e.   E ac h   s e n s o r   n o d ca n   s ca le  tr a n s m i s s io n   r an g an d   s i n k   h a s   all  th i n f o r m atio n   r eg ar d in g   t h n et w o r k s   a n d   th eir   p ar am eter s ,   s u c h   as,     an d   Θ .   T h d ata   is   g en er ated   th r o u g h   a   u n i f o r m   d is tr ib u tio n .   Fo r   i n s ta n ce ,   th d ata  is   d iv id ed   in to   s e v er al  f r ag m e n t s   i n   s u ch   w a y   t h at  t h e   tr af f ic  f lo w   m i g h t   b co n s id er ed   as th co n ti n u o u s   v ar iab le.     3 . 2 .     E nerg y   m o del   I n   th is   s u b - s ec tio n   o f   th r es ea r ch   w o r k ,   th e n er g y   m o d e f o r   th p r o p o s ed   m o d el  is   in tr o d u ce d .   Her e,   th f ir s t - o r d er   en er g y   is   ad o p ted   an d   m ea n w h ile,   th o p ti m ized   en er g y   m o d el  is   d esig n ed .   T h tr an s m itter   r eq u ir es  e n er g y   to   r u n   th e   p o w er   a m p li f ier   an d   r ad io   elec tr o n ics.  R ec e iv er   tr a n s f er s   e n er g y   to   th e   r ad io   elec tr o n ics  an d   th en er g y   co n s u m p tio n   w h ic h   is   r eq u ir ed   f o r   th   b its   to   p ass   to   th d is tan ce     w h ile   tr an s m itti n g .   In   ( 1 )   p r esen ts   th en er g y   co n s u m p t io n   o f   t h m o d el.     ( , ) =  ( ) +  ( , )   ( , ) = { + 2    < 0 ; +  4    0 ;         ( 1 )        is   th e n er g y   r eq u ir ed   to   r u n   t h r ec eiv er   o r   tr an s m it ter ,   th i s   d ep en d s   o n   th d i f f er e n p ar am eter s   s u c h   as  m o d u latio n   a n d   d ig ital  co d in g     an d      ar tr a n s m itter   an d   a m p l if ier   ch ar ac ter is tic s   r esp ec tiv el y .     I n d icate s   d ata  a n d     in d icate s   d is tan ce .   E n er g y   co n s u m p tio n   r eq u ir ed   to   r ec e iv t h   d ata  b it a s   d ep icted   as sh o w n   i n   ( 2 )      ( ) =   ( 2 )     T h r esh o ld   v alu 0   is   th r atio   o f   tr an s m itter   ch ar ac ter i s tics   a n d   a m p lifie r   ch ar ac ter is tic s .     0 = (  /  ) 1 / 2   ( 3 )     3 . 3 .     Ass is t a nt  CH - m ec ha ni s m   m o delli ng   I n   t h is   s ec tio n ,   A s s is ta n t   C H - m ec h a n is m   as  w ell  a s   o p ti m al  d esig n   f o r   i n ter - co m m u n ic atio n   s u c h   th at  lo ad   b alan cin g   is   ac h ie v e d .   Fu r th er ,   th is   s ec t io n   co m p r is es  c lu s ter   h ea d   Sh ar i n g ,   e n e r g y   m in i m iza tio n ,   an d   a s s i s tan t CH - m ec h a n i s m .     3 . 3 . 1 .   Clus t er   h ea s ha ring   L et  u s   co n s id er   th   as  th d is t an ce   f r o m   t h C to   t h s i n k ,   f u r t h er ,   th e n er g y   ca n   b m i n i m ized   if   t h f o llo w i n g   co n d itio n   ( 4 ) :     = ( 2 1 ) s in   0 . 5 Θ   ( / Θ )   ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Lif etime  ce n tr ic  lo a d   b a la n cin g   mec h a n is in   w ir eless   s en s o r   n etw o r b a s ed   I o T…  ( V ee r a b a d r a p p a )   4187   I f   th co n d itio n s   s ati s f y ,   t h e n   th d is tr ib u tio n   i s   s aid   to   b t h C H - o p ti m al  d i s tr ib u tio n   an d   ( 4 )   n ee d s   to   b p r o v ed .   Hen ce ,   to   p r o v it  ass u m t h at  t h th   la y er   ar e is   al m o s eq u al  to   t h cl u s te r   s ize  an d   C i s   p lace d   in   th lo ca tio n ,   an d   th d is tan ce   b et w ee n   t h C to   s in k   is   .   L et  u s   co n s id er   r an d o m   n o d w h ich   ca n   b s h ar ed   r an d o m l y   at  t h e   g i v en   co o r d in ate  a n d   th is   g i v en   co o r d in ate  h a s   t h d is ta n ce   o f     f r o m   C an d   ac ts   as  th c lu s ter   m e m b er .   M o r eo v er ,   if   s q u ar d is ta n ce   o f   all   th e   clu s ter   m e m b er   to   c l u s ter   h ea d   i s   s m aller   th an   th e   en er g y   co n s u m p tio n   i s   n o m i n al,   h e n ce ,   t h cl u s ter   m e m b er   t o   t h co r r esp o n d in g   C i s   g i v e n   t h r o u g h   ( 5 ) .     2 = 2 + 2 2    c os Α   ( 5 )     I n   th ( 5 )   is   th d i s tan ce   b et w ee n   t h s in k   a n d   clu s ter   m e m b er   an d   Α   is   th a n g le  b et w e en   t h e   C lu s ter   Hea d   a n d   C lu s ter   M e m b er .   I n   cl u s ter   d is ta n ce   f r o m   t h cl u s ter   m e m b er   to   t h C is   e s tab lis h ed   th r o u g h   ( 6 )     2 = Θ / 2 Θ / 2 ( 1 )  ( 2 + 2 2    c os Α ) Α  .   ( 6 )     I n   f o r m u lated   ( 6 )   ca n   b m o d if ied   an d   p r esen ted   i n   th ( 7 ) .     2 = 3 Θ ( 3 2 3 1 ) 3 + Θ  2 2 ( 2 1 ) 2 s in   0 . 5   Θ       ( 7 )     Hen ce ,   co n s id er i n g   ( 5 ) ,   m i n i m ize  t h en er g y   o v er h ea d   th r o u g h   ( 6 )   an d   ( 7 ) ,   f u r th er   it  is   o b s er v ed   th at   2   ca n   b m in i m ized   if   co o r d in at es c an   b d r a w n   th r o u g h   th ( 8 )     = ( 2o 1 )   s in   0 .   / Θ   ( 8 )     T h u s ,   o n ce   ( 5 )   is   ac h iev ed   t h e n   o p ti m al  C ca n   b s elec ted .       3 . 4 .     E nerg y   m i ni m iza t io n   E n er g y   m i n i m izatio n   is   ac h ie v ed   th r o u g h   t h C H - R o tat io n   an d   C H - s elec tio n .   T h is   s u b - s e ctio n   f o cu s   o n   en er g y   to   d is tan ce ,   h er it  s p ec if icall y   f o r m u late  t h r ati o   b et w ee n   th r e m ai n i n g   e n er g y   o f   t h n o d a n d   th d is ta n ce   b et w ee n   th n o d an d   C a n d   th i s   ca n   b d en o ted   as  ,   f u r t h er   ( 9 )   p r esen ts   th e   m ath e m atica l   f o r m u la  f o r   co m p u tatio n .       = (  ) 1    ( 9 )     As  s h o w n   i n   ( 9 )    in d icate s   th e   d is tan ce   o b s er v ed   b et w ee n   t h n o d an d   C lu s ter   Hea d ,      in d icate s   th r e m ai n i n g   en er g y .       3 . 5 .     Ass is t a nt  c lus t er   h ea ( ACH )   W h ile   d ev elo p in g   t h clu s ter ,   it  is   o b s er v ed   th a C o b s er v es  tr a f f ic  w h e n   co m p ar ed   to   its   clu s ter   m e m b er   a n d   t h i s   ca u s e s   t h e   c lu s ter   h ea d   to   co n s u m e   m o r en er g y   t h an   it s   m e m b er ,   h e n ce ,   t h e n er g y   co n s u m p tio n   m u s b alan ce .   T o   ac h iev t h at  t h r o le  o f   t h es s en s o r   n o d es  is   c h an g ed   i.e . ,   b ein g   C a n d   C M.   Ho w e v er ,   w h ile  r o le  r e v er s i n g   al s o   it   is   o b s er v ed   t h at   th e   e n er g y   co n s u m p tio n   i s   m o r wh ile  e x c h an g i n g   t h e   m es s ag f o r   th eir   r o le,   to   o v er co m t h i s   ass i s tan ce   C i.e .,   AC H   is   u s ed .   B y   u s i n g   t h AC H,   o n l y   AC an d   C r ev er s t h eir   r o le,   an d   t h i s   b r in g s   e n er g y   co n s u m p t io n .   I n   t h i n itial   s ta g e,   t h n o d w h ic h   h as    th e   lar g er   v al u is   s elec ted   an d   t h n o d e’ s   s ec o n d - h i g h e s v alu e     i s   co n s id er ed   as  t h A C H ,   f u r th er ,   t h C H   co n tain s   th i n f o r m atio n   ab o u t   th A C H     3 . 5 . 1 .   L CL B M   ba s ed  i nte r - c lus t er   c o mm u nica t io m o del    T h is   s u b - s ec tio n   p r esen t s   th o p tim a I n ter - clu s ter   co m m u n i ca tio n   m o d el,   h er e,   co n s id er   th n o d a s   p la y er ,   an d   ea ch   n o d ch o o s es  t h n ea r est  n o d as  th n e x h o p   f o r   en er g y   m i n i m izati o n .   T h is   m a k es  th e   n o d f o r   a   h i g h er   p r o b ab ilit y   to   b ch o s e n   a s   t h e   n e x t   h o p ,   w h ic h   h as   r elati v el y   s m aller   d is ta n ce   f r o m   th e   s ev er al  n o d es.  Ho w ev er ,   t h i s   ca u s e s   en er g y   ex h a u s tio n ,   an d   f u r th er   ca u s e s   n e t w o r k   d estr u ctio n ,   to   av o id   t h is   p r o b lem ,   d ev elo p   an   o p ti m al   I n ter - cl u s ter   co m m u n ica tio n   m o d el.   L C L B m o d el  d iv i d es  in to   d if f er e n t   la y er s .   I n   t h L C L B s tr ateg y   m o d el,   th e   m o d el  h as  a   s et   o f   n o d es  a n d   a m o u n o f   d ata  to w ar d s   t h n o d es   n ea r est  la y er s ,   f u r t h er   OI C C   h elp s   i n   ac h ie v i n g   t h eq u i lib r iu m   an d   eq u ilib r iu m   h elp s   i n   ac h ie v i n g   b alan ce d   en er g y .   F u r t h er m o r e,   C H   m ak es t h s e lf - d ec is io n   f o r   d ata  f o r w ar d in g   to   th e   n e x h o p .   Mo r eo v er ,   th L C L B M   o b j ec tiv ca n   b g i v en   t h r o u g h   ( 10 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1     4 1 8 3   -   419 3   4188   ( , , )   ( 1 0 )     I n   th L C L B m o d el,   all  n o d es  at  an y   r a n d o m   la y er   n   o f   th g iv e n   n et w o r k   to p o lo g y   ar co n s id er ed   as a   s et,   f o r   in s tan ce ,   i f   t h n o d e s   lie  in   t h n th   la y er   is   N,   t h en   th s et  o f   OI C C   is   g i v en   a s   ( 1 1 ) .     = { 1 }   ( 1 1 )     Fu r t h er ,   ea ch   n o d is   i n d ep en d en t,  an d   it   ac ts   w it h o u k n o w i n g   a n y   o t h er   n o d in f o r m at io n .   I n   t h i s   r esear c h   s tr ateg y   o f   ea c h   n o d is   d en o t ed   in   ( 12 ) .     = ( 1 , 2 , . . , )   ( 1 2 )     T h n o d s tr ateg y   ca n   b f o r m u lated   as   s h o w n   i n   ( 13 )     =    ( 13 )     W h er  in d icate s   t h d ata  f r o m   n o d e     to   n o d e   .   Si m i lar l y ,   t h n o d ca p ac ity   ca n   b g i v e n   as   ( 1 4 )     =   (  ) 1   ( 1 4 )     I n   ( 14 )   is   t h e n er g y   co s t to   r ec eiv t h d ata.   F u r th er ,   to   b al an ce   t h lo ad ,   lo ad   b alan cin g   i s   g i v e n   in   ( 15 ) ,   w h er   in d icate s   t h m i n i m u m   d is ta n ce   b et w ee n   th n eig h b o r in g   la y er s   an d      is   th d is ta n ce   f r o m   t h n o d e     to   n o d e       Θ = ( ) 1   ( 1 5 )     T h u tili t y   f u n c tio n   ca n   b f o r m u lated   th r o u g h   (1 5 )     ( , ) = (  = 1 )      ( 1 6 )     I n   ab o v eq u atio n   is   th s tr ateg y   s et  f o r   th n o d e.   Fu r th e r ,   f r o m   eq u atio n   1 6   tr an s m itt er     an d   r ec eiv er   ,   b o th   ar e   co n s id er e d   w ith   p ar a m eter s   d ef in ed   in   ( 15 )   an d   ( 16 ) ,   th is   h elp s   in   ac h iev in g   th lo ad   b alan ce .   L et  ( , )   b th u tili t y   o f   th f u n c tio n   th e n   estab lis h   t h lo ad   b alan cin g   p h en o m en ( L B P ) Mo r eo v er ,   to   ac h iev th at  t h f o llo w i n g   eq u atio n   n ee d s   to   b estab lis h ed ,   w h er e,   th u ti lit y   f u n ctio n   ( ,  )   ca n   b m ax i m u m .      =   Θ . ( 1 + Θ = 1 ) 1   ( 1 7 )     T o   estab lis h   th m a x i m u m ,   f ir s t,  co n s id er   ( ,  )   as  ( . ) ,   th v alu o f   ( . )   is   m a x i m u m   o n l y   i f   ( . )     is   n u l l a n d   th is   ca n   b f o r m u lated   in   ( 18 ) .     ( . )  = Θ  Θ 1 (  = 1 )  Θ = 0 ,   ( 1 8 )     Usi n g   ( 18 ) ,   ac h iev ( 19 ) ,   h er e ,   i   v alu ca n   v ar y   f r o m   1   to   ,   an d   af ter   v ar io u s   iter atio n ,   it  ac h iev e s   th o p ti m ized   L B P   i.e . , in   ( 20 )      = Θ Θ   = 1   ( 1 9 )     Fu r t h er ,   u s i n g   ( 20 )   in   f o r m u lated   ( 19 ) ,   d ev elo p   th lo ad   b alan ce d   p h en o m en ( L B P )   w h ic h   i s   d ep icted   in   ( 21 ) .      = 1 =   ( Θ 1 + Θ 2 + + Θ ) ( 1 + Θ 1 + Θ 2 + + Θ ) 1   ( 2 0 )      =   Θ . ( 1 + Θ = 1 ) 1   ( 2 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Lif etime  ce n tr ic  lo a d   b a la n cin g   mec h a n is in   w ir eless   s en s o r   n etw o r b a s ed   I o T…  ( V ee r a b a d r a p p a )   4189   3 . 6 .     L CL B M   f un ct io na lity   T h is   s ec tio n   d escr ib es  th en e r g y - e f f ic ien m ec h a n i s m ,   a n d   it  is   th r ee - s ta g th at  ca n   b n a m ed   as  C H   s elec tio n ,   d ata  a cq u is itio n ,   a n d   a s s is ta n t C H - s elec tio n .       3 . 6 . 1 .   L CL B M   ba s ed  CH - s elec t io n     Step   1 : H er th b ase  s tatio n   i d en tifie s   t h ef f icie n t d is tr ib u t io n   b y   th n et w o r k   to p o lo g y   p ar a m eter   n a m ed   as  Θ   ,   e,     an d       Step   2 O n ce   t h o p ti m ized   cl u s ter   h ea d   s h ar i n g   is   d o n e,   t h en   t h n o d co m p u tes  t h o p t i m ized   d is tan ce   f r o m   t h clu s ter   h ea d   an d   t h r e m ai n in g   e n er g y   is   al s o   co m p u ted .       Step   3 On ce   th o p ti m al  d i s tr ib u tio n   o f   f u r th er   s e n s o r   n o d co m p u te s   th co r r esp o n d in g   d i s tan c e      later   it o b tain s      f r o m   ( 9 ) .     Step   4 F u r th er ,   t h s en s o r   n o d b r o ad ca s ts   th C H - s elec t io n   a n d   co n tai n s   t h i n f o r m atio n   o f   o ,   I D,    o n ce ,   th s e n s o r   n o d r ec eiv e s   th b r o ad ca s tin g   m e s s a g it   co m p ar es  t h r atio   co m p u ted ,   if   th r atio   o f   th at  p ar tic u lar   n o d is   h i g h er   t h an   it  cr ea tes   C H_ aler b y   r ec o m m e n d in g   i ts el f   a s   cl u s ter   h ea d .   Hen ce ,   th e   n o d th at  h a s   th h i g h e s t r atio   is   s elec ted   as t h clu s ter   h e ad .       Step   5 Si m ilar l y ,   cl u s ter   m e m b er s   s elec t h p r o p er   clu s ter   Hea d ,   th i s   i s   ca r r ied   th r o u g h       m es s ag e,   w h ic h   is   b r o ad ca s ted   b y   t h clu s ter   h ea d ,   th i s       m e s s a g co n tai n s   t h v ar io u s   i n f o r m at io n   s u c h   as la y er   n u m b er ,   s e n d er   I D,   an d   en er g y   m in i m iza tio n   p h en o m en ( E MP ) .       Step   6 F u r th er   A C i s   c h o s e n   t h r o u g h   t h s o r ti n g   o f   all   th co m p u ted   r atio ,   w h er e   th e   h ig h e s t   is   ch o s e n   as  c u s ter   h ea d   an d   th s ec o n d   h ig h e s t is c h o s en   a s   th AC H .     3 . 7 .     D a t a - CP T   ( c o llect ing ,   p ro ce s s ing   a nd   t ra ns m i s s io n)  p ha s e   T h is   p h ase  ca n   b d iv id ed   in to   t w o   d is ti n cti v p ar i.e . ,   in ter   an d   i n tr a.     3 . 7 . 1 .   I nte d a t a -   CP T     Step   1 :   On ce   th e   clu s ter s   ar f o r m ed ,   C H   d iv id es   t h ti m e   s lo f o llo w i n g   clu s t er   m e m b er   a n d   s i m u lta n eo u s l y   it a llo ca tes t h e   ti m to p   clu s ter   m e m b er .     Step   2 :   Hen ce ,   in   th g i v en   s lo tted   ti m e,   th n o d p er f o r m s   t h C P T   w h er ea s   o th er   n o d es  ar k ep in      m o d e.     3 . 7 . 2 .   I ntr a   d a t a - CP T     Step   1 Af ter   cl u s ter   f o r m a tio n   an d   C h as  b ee n   s elec ted   t h en   th ar b itra r y   la y er   co m p u tes  th e   ca p ac it y     th at  is   g i v en   i n   ( 20 ) .     Step   2 : I t n o tif ies al l c lu s ter   h e ad   w h ich   lie s   in   t h n th   la y er   o f     th r o u g h   b r o ad ca s tin g .     Step   3 W h en   all  t h C g ets   th v alu t h e n   t h d is ta n ce   i s   ca lcu la ted   to   th r esp ec ti v clu s ter   h ea d .   Fu r t h er ,   b alan cin g   f ac to r   Θ   is   ac h iev ed   t h r o u g h   b r o ad ca s tin g .     Step   4 On ce   th c lu s ter   h ea d   h as  f u l in f o r m atio n   o f   b al an cin g   f ac to r s ,   th en   it  tr ies  t o   estab lis h   th e   o p tim a d ata  to   n o d es  at  th n th   la y er ,   later   th d ata  th at  lie s   in   an   u p s tr ea m   la y er   is   r eg u lated   f o llo w i n g   .     3 . 8 .     Ass is t a nt  CH - p ro t o co f un ct io na lity   s t eps   T o   r ed u ce   th en er g y   o v er h ea d   an d   b alan ce   u s A s s is ta n C lu s ter   Hea d ,   th is   m ec h a n i s m   is   ca r r ied   o u t in   t h f o llo w i n g   s tep s :     Step   1 A f ter   ea ch   r o u n d ,   t h p r esen C i s   co m p ar ed   w it h   t h r atio   o f   a s s is ta n C H;   in   ca s i f   t h r atio   o f   p r esen t CH i s   les s   th e n   it se n d s   m es s ag e.     Step   2 I f   C a s s is ta n C d ec id es  to   b C H,   th en   it  s en d s   m es s ag a n d   w a its   f o r   th a ck n o w led g m e n t   f r o m   t h clu s ter   m e m b er .     Step   3 : O n ce   th ac k n o w led g m en t is r ec eiv ed ,   m e m b er s   k e ep   tr ac k   o f   in f o r m atio n   ab o u t t h n e x AC H .     Step   4 I f   th r at io   co m p u ted   b y   AC H   is   lo w er   t h an   t h p r esen c l u s ter   h ea d   t h en   th d i s ca r d   is   aler ted ,   an d   c lu s ter   h ea d   co n ti n u e s   to   b C H.   He n ce ,   th is   s u b   m ec h an is m   te n d s   to   ac h ie v lo ad   b alan ci n g .   On ce   th m ec h a n is m   i s   d ev elo p ed ,   it e v alu a tes t h L C L B M - m ec h an is m   i n   th n e x t sectio n .       4.   P E RF O RM ANCE E VA L U AT I O N   W ir eless   s e n s o r   n et w o r k s   h a s   v ar iet y   o f   ap p licatio n s ,   i is   co n ti n u o u s l y   r i s in g   d esp i te  v ar io u s   co n s tr ain ts   s u c h   as  s to r ag e,   c o m m u n icatio n   r a n g e,   p r o ce s s i n g   ca p ac it y ,   an d   en er g y .   T h p r im ar y   is s u i s   it s   lif eti m e,   a n d   t h i s   o cc u r s   d u e   to   m o r e n er g y   co n s u m p tio n .   T h is   i s s u ca n   b tac k led   t h r o u g h   b ala n cin g   th e   lo ad   an d   it  h elp s   in   e n er g y   co n s u m p t io n .   I n   t h is   s ec tio n ,   ev alu ate  P S - L C L B an d   th e v alu ati o n   i s   ca r r ied   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1     4 1 8 3   -   419 3   4190   o u u s i n g   s y s te m   p ar a m eter   with   w i n d o w s   1 0 - OS  ( Op er atin g   S y s te m )   w i th   Qu ad - C o r p r o ce s s o r   ( 6 4   b it)  an d   th s y s te m   is   p ac k ed   w it h   2 G B   NVI DI A   C UD an d   1 6   G B   o f   R A M.   T h s i m u latio n   is   ca r r ied   o u u s in g   t h e   s en s o r ia  s i m u lato r   [ 2 7 ]   an d   P S - L C L B is   p r o g r a m m ed   u s i n g   t h C #   lan g u ag e.   T ab le  1   p r esen ts   f u r th er   d etails ab o u t th s y s te m   p ar a m eter .       T ab le  1 Sim u latio n   p ar a m eter   N e t w o r k   P a r a me t e r     V a l u e   N e t w o r k   S i z e     75   m *   7 5   m   A mp l i f i c a t i o n   e n e r g y   ( Emp )     1 0 0   p J / b i t / m2   N u mb e r   o f   se n so r   n o d e s     5 0 0 , 1 0 0 0 ,   1 5 0 0   a n d   2 0 0 0   D a t a   p a c k e t   p r o c e ssi n g   d e l a y     0 . 1   ms   N u mb e r   o f   B a se   st a t i o n s     2   T h e   i n i t i a l   e n e r g y   o f   se n so r   n o d e s     0 . 2   J   R a d i o   e n e r g y   d i ssi p a t i o n     5 0   N J/ b i t   I d l e   e n e r g y   c o n su mp t i o n   ( El e c )     5 0   N J/ b i t   D a t a   p a c k e t s l e n g t h     2 0 0 0   b i t s   B a n d w i d t h     5 0 0 0   b i t / s   T r a n smissi o n   s p e e d     1 0 0   b i t / s       4 . 1 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   T h is   s ec tio n   p er f o r m s   th co m p ar at iv a n al y s is   b et w ee n   th P S - L C L B an d   th ex i s ti n g   m o d el  b y   co n s id er in g   th v ar io u s   p a r a m eter   s u c h   as  n e t w o r k   lif eti m e,   O n e - w a y   d ela y ,   a ctiv n o d es,  an d   c o m m u n icatio n   o v er h ea d .     4 . 1 . 1 .   Net w o rk   l if et i m e   E n er g y   ef f ic ien c y   is   al w a y s   u s ed   as  t h cr iter io n   w it h   t h n et w o r k   l if et i m e d u to   t h li m ited   a m o u n o f   e n er g y   g i v e n   to   ea ch   s e n s o r .   Hen ce ,   in   t h is   s ec tio n ,   th n et w o r k   li f eti m co m p a r is o n   is   co n s id er ed   th r o u g h   v ar y in g   n o d es.  I n   Fi g u r e s   2 - 5 ,   li f eti m co m p ar is o n   h as  b ee n   ca r r ied   f o r   5 0 0   n o d es,  1 0 0 0   n o d es,     1 5 0 0   n o d es,  an d   2 0 0 0   n o d es,   r esp ec tiv el y .   Her e,   it  is   o b s er v ed   th at  i n   t h ca s o f   a n   ex is t in g   m o d el  t h n et w o r k   li f et i m is   m ar g i n all y   les s   i n   co m p ar is o n   w it h   an   ex is t in g   m o d el.   Hen ce ,   t h o b s er v atio n   ca n   b e   m ad th at  t h p r o p o s ed   m o d el  d ep r ec iates th en er g y   co n s u m p tio n   a n d   th u s   i n cr ea s es t h n et w o r k   li f eti m e.               Fig u r e   2 .   Net w o r k   l if et i m f o r   5 0 0   n o d e     Fig u r 3 .   Net w o r k   l if et i m f o r   1 0 0 0   n o d es               Fig u r e   4 .   Net w o r k   l if et i m f o r   1 5 0 0   n ode     Fig u r 5 .   Net w o r k   l if et i m f o r   2 0 0 0   n o d es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Lif etime  ce n tr ic  lo a d   b a la n cin g   mec h a n is in   w ir eless   s en s o r   n etw o r b a s ed   I o T…  ( V ee r a b a d r a p p a )   4191   4 . 1 . 2 .   E nerg y   c o ns u m ptio n   E n er g y   co n s u m p tio n   is   o n o f   th k e y   p ar a m eter s   f o r   ev al u atio n   o f   t h lo ad   b alan cin g   m ec h a n i s m   an d   th s en s o r   n o d es  ar b atter y - b ased   a n d   p o s s ess e s   li m ited   a m o u n o f   e n er g y .   He n ce ,   en er g y   co n s u m p tio n   b ec o m es   es s en t i al  p ar a m eter .   Her e,   t h e x is t i n g   m o d el  i s   co m p ar ed   w i th   t h p r o p o s ed   m o d el   L C L B b y   v ar y in g   t h s e n s o r   n u m b er   o f   n o d es  as   5 0 0   n o d es,  1 0 0 0   n o d es,  1 5 0 0   n o d e s ,   an d   2 0 0 0   n o d es.  Fu r t h er ,   th co m p ar is o n   i s   tab u lated   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   Sim u latio n   p ar a m eter   N o .   o f   se n so r   n o d e s   ES - L E A H   ( e n e r g y   i n   mj )   PS - L C L B M   ( e n e r g y   i n   mj )   5 0 0   3 0 . 5 3 4 9 6 2 9 6   2 4 . 8 5 5 7 0 7 3 6   1 0 0 0   6 4 . 0 5 4 3 9 2 7 2   4 7 . 7 0 5 1 7 5 7 8   1 5 0 0   8 6 . 7 4 6 1 3 0 9   7 5 . 5 7 8 4 0 5 1 4   2 0 0 0   1 1 9 . 4 0 3 1 4 6 7   9 9 . 6 2 6 7 1 0 9 2       4 . 1 . 3 .   O v er hea d   T h is   s ec tio n   p r o v es  th e   ef f icie n c y   o f   P S - L C L B b y   co m p a r in g   th e   co m m u n icatio n   o v er h ea d   an d   i t   is   d ef i n ed   as  th p o r tio n   o f   ti m s p en o n   co m m u n icati n g   w it h   t h n o d e.   Hig h er   co m m u n ica tio n   o v er h ea d   r esu lt s   in   m o r en er g y   co n s u m p tio n   an d   Fi g u r 6   av er ag co m m u n icatio n   o v er h ea d   ar co m p ar ed .   I n   ca s o f   5 0 0   n o d es,  co m m u n ica tio n   o v er h ea d   ( C O)   is   0 . 1 5 0 8   w h er ea s   C O   o f   L C L B is   0 . 0 2 5 .   Si m i lar l y ,   f o r   1 0 0 0   n o d es,  1 5 0 0   n o d es  an d   2 0 0 0   n o d es  co m m u n icatio n   o v er h e ad   f o r   th ex is ti n g   m ec h a n i s m   is   2 . 1 4 ,   3 . 7 2 ,   an d   5 . 1 2   also   C f o r   P S -   L C L B is   0 . 1 5 ,   0 . 1 7 ,   an d   0 . 2 0 ,   r es p ec tiv el y .   T h r o u g h   th co m p a r ativ an al y s i s ,   it  is   o b s er v ed   th at  co m m u n icat io n   o v er h ea d   in cr ea s e x p o n en t i all y   w it h   t h in cr ea s o f   th n u m b er   o f   n o d es  f o r   th ex i s ti n g   m o d el  an d   C i n c r ea s es lin ea r l y   f o r   L C L B M.     4 . 1 . 4 .   T he  a ct iv n u m ber  o f   n o des   T h is   is   an o th er   p er f o r m an ce   m etr ic  f o r   ev al u atio n   o f   P S - L C L B M;  I n   lo ad   b alan cin g   th e   en er g y   i s   th e   v er y   i m p o r tan p ar as  th e   en er g y   m u s b s h ar ed   ef f ic i en tl y   a n d   th lo ad   s h o u ld   b b alan ce d   in   s u c h   a   w a y   t h at  en er g y   ca n   b u tili ze d   w it h   g r ea ter   n u m b er   o f   ac t iv n o d es  i.e . ,   n o d es  t h at  ar p er f o r m i n g   t h d ata   tr an s m is s io n .   He n ce ,   h ig h er   n u m b er   o f   a cti v n o d es  in d i ca tes  les s   lo ad   o n   th n o d e,   an d   en er g y   ca n   b e   r ed u ce d .   Fu r th er ,   th lif e ti m e   o f   th n et w o r k   is   al s o   in cr ea s ed ,   g r ap h ical  co m p ar is o n   h a s   b ee n   p r esen ted   in   Fig u r 7 .             Fig u r 6 .   C o m m u n icatio n   o v e r h ea d   co m p ar is o n     Fig u r 7 .   A cti v n u m b e r   o f   n o d c o m p ar is o n       5.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   w o r k   p r o p o s es  L C L B f o r   b alan ci n g   t h lo ad   o n   th n et w o r k   in   I o T .   Her e ,   s p ec if ic   n et w o r k   i s   d esi g n ed   to   estab li s h   t h id ea l e n v ir o n m e n f o r   lo ad   b alan cin g   t h e n   later   w it h   t h h elp   o f   th AC H th lo ad s   ar e   b ala n ce d   to   m a x i m ize  t h li f eti m o f   t h n e t w o r k .   L C L B is   ev al u ated   b y   co m p ar in g   t h e   i m p o r tan p er f o r m a n ce   m etr i cs  w ith   t h e x is t in g   m o d el,   s u c h   as,  n e t w o r k   li f eti m e,   e n er g y   co n s u m p tio n ,   n et w o r k   le n g t h ,   an d   o v er h ea d .   I n   ter m s   o f   en er g y   co n s u m p tio n   f o r   5 0 0   n o d es,  1 0 0 0   n o d es,  1 5 0 0   n o d es,  an d   2 0 0 0   n o d es  th p r o p o s ed   m o d el  ac h ie v es   b ett er   r es u lt s   as   it  co n s u m e s   1 8 . 6 0 %,  2 5 . 5 2 %,  1 2 . 8 7 %,  an d   1 6 . 5 6 r esp ec tiv el y   les s   e n er g y   t h an   t h ex is ti n g   m o d el.   S i m ilar l y ,   co n s id er in g   d i f f er e n p ar a m et er s   s u c h   a s   o n e - w a y   d elay   co m m u n icat io n   o v er h ea d ,   n o d es  cu r r en tl y   p er f o r m i n g ,   n et w o r k   le n g th ,   a n d   co m m u n icatio n   o v er h ea d ,   a   co m p ar ati v an al y s is   is   ca r r ie d   o u an d   th r o u g h   th a n al y s is ,   it  is   o b s er v ed   th at  th p r o p o s ed   m o d el  n o o n l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1     4 1 8 3   -   419 3   4192   o u tp er f o r m s   t h ex i s ti n g   m o d el  b u also   p r o v id e s   th w a y   f o r   f u r th er   r esear ch   in   o p ti m izi n g   t h lo ad   b alan cin g .   Ho w e v er ,   co n s id er in g   th i m p o r tan ce   a n d   p o p u lar it y   o f   W S N,   s til s e v er al  c o n s tr ain ts   s u c h   as   q u alit y   o f   s er v ice  co n s id er in g   th d e m a n d   f o r   b an d w id t h ,   d ata  p r o ce s s in g ,   a n d   co m p r es s i n g   tech n iq u n ee d s   to   b co n s id er ed   in   f u t u r r ese ar ch .       RE F E R E NC E S     [1 ]   G .   Be d i,   G .   K.  V e n a y a g a m o o rth y ,   R.   S in g h ,   R.   R.   Bro o k a n d   K .   W a n g ,   " R e v ie w   o f   In tern e o f   T h in g (Io T in   El e c tri c   P o w e a n d   En e rg y   S y ste m s,"   in   IEE In ter n e o T h in g J o u rn a l ,   v o l.   5 ,   n o .   2 ,   p p .   8 4 7 - 8 7 0 ,   A p ril   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JIOT . 2 0 1 8 . 2 8 0 2 7 0 4 .   [2 ]   O.  El ij a h ,   T .   A .   Ra h m a n ,   I.   Orik u m h i,   C.   Y.  L e o w   a n d   M .   N.  Hin d i a ,   " A n   Ov e r v ie w   o f   In tern e o f   Th in g s (Io T a n d   Da ta  A n a l y ti c s   in   Ag ricu lt u re Be n e f it a n d   Ch a ll e n g e s,"   in   IEE In ter n e o T h in g J o u rn a l ,   v o l.   5 ,   n o .   5 ,     p p .   3 7 5 8 - 3 7 7 3 ,   Oc t.   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JIOT . 2 0 1 8 . 2 8 4 4 2 9 6 .   [3 ]   H.  Kim   a n d   S .   Ha n ,   " A n   Eff ici e n S e n so De p lo y m e n S c h e m e   f o L a rg e - S c a le  W irele ss   S e n so Ne t w o rk s,"   in   IEE Co mm u n ica t io n s L e tt e rs ,   v o l.   1 9 ,   n o .   1 ,   p p .   9 8 - 1 0 1 ,   Ja n .   2 0 1 5 ,   d oi :   1 0 . 1 1 0 9 /L COMM . 2 0 1 4 . 2 3 7 2 0 1 5 .   [4 ]   L .   X u ,   R.   C o ll ier  a n d   G .   M .   P .   O’H a re ,   " A   S u rv e y   o f   Clu ste rin g   T e c h n iq u e i n   W S Ns   a n d   Co n si d e ra ti o n   o f   th e   Ch a ll e n g e o f   A p p ly in g   S u c h   to   5 G   Io T   S c e n a rio s,"   in   IE E In ter n e o T h in g J o u r n a l ,   v o l.   4 ,   n o .   5 ,     p p .   1 2 2 9 - 1 2 4 9 ,   Oc t.   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JIOT . 2 0 1 7 . 2 7 2 6 0 1 4 .   [5 ]   J.  N.  A l - Ka ra k a n d   A .   G a wa n m e h ,   " T h e   Op ti m a De p lo y m e n t,   C o v e ra g e ,   a n d   Co n n e c ti v it y   P ro b le m in   W irele ss   S e n so Ne tw o rk s:  Re v isit e d , "   in   IEE Acc e ss ,   v o l.   5 ,   p p .   1 8 0 5 1 - 1 8 0 6 5 ,   2 0 1 7 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /A CCES S . 2 0 1 7 . 2 7 4 0 3 8 2 .   [6 ]   Y.  L iao ,   H.  Qi  a n d   W .   L i,   " L o a d - Ba lan c e d   Clu ste rin g   A lg o rit h m   W it h   Distrib u te d   S e lf - Org a n iza ti o n   f o W irele ss   S e n so Ne tw o rk s,"   in   IEE S e n so rs   J o u rn a l ,   v o l.   1 3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 4 9 8 - 1 5 0 6 ,   M a y   2 0 1 3 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JS EN. 2 0 1 2 . 2 2 2 7 7 0 4 .   [7 ]   F .   W a n g ,   S .   W u ,   K.  W a n g   a n d   X.  Hu ,   " En e rg y - E ff icie n Clu ste rin g   Us in g   Co rre latio n   a n d   Ra n d o m   Up d a te  Ba se d   o n   Da ta  Ch a n g e   Ra t e   f o W irele ss   S e n so Ne t w o rk s,"   in   IEE S e n so rs   J o u rn a l ,   v o l.   1 6 ,   n o .   1 3 ,   p p .   5 4 7 1 - 5 4 8 0 ,   Ju ly 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JS EN. 2 0 1 6 . 2 5 6 1 2 8 3 .   [8 ]   S .   Ku m a r,   " Co m p a rt m e n tal  M o d e li n g   o f   Op p o rtu n isti c   S ig n a ls  f o En e rg y   E ff icie n Op ti m a Clu ste rin g   in   W S N,"   in   IEE E   Co mm u n ica t io n s L e tt e rs ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 7 3 - 1 7 6 ,   Ja n .   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /L COMM . 2 0 1 7 . 2 7 6 3 9 4 8 .   [9 ]   M .   M .   A la m ,   M .   A .   Ra z z a q u e ,   M .   M a m u n - Or - Ra sh id   a n d   C.   S .   Ho n g ,   " En e rg y - a w a r e   Qo S   p ro v isio n i n g   f o w irele ss   se n so n e tw o rk s:  A n a l y sis  a n d   p r o to c o l, "   in   J o u rn a o Co mm u n ica ti o n a n d   Ne two rk s ,   v o l.   1 1 ,   n o .   4 ,     p p .   3 9 0 - 4 0 5 ,   A u g .   2 0 0 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JCN.2 0 0 9 . 6 3 9 1 3 5 3 .   [1 0 ]   X .   L iu   a n d   P .   Zh a n g ,   " Da ta  Dr a in a g e No v e L o a d   Ba lan c in g   S trate g y   f o W ir e les S e n so Ne t wo rk s,"   in   IEE Co mm u n ica ti o n s L e tt e rs ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 5 - 1 2 8 ,   Ja n .   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 /L COMM . 2 0 1 7 . 2 7 5 1 6 0 1 .   [1 1 ]   S .   Hu   a n d   G .   L i,   " F a u lt - T o lera n Clu ste rin g   T o p o lo g y   Ev o lu ti o n   M e c h a n ism   o f   W irele s S e n so Ne t w o rk s,"   in   IEE Acc e ss ,   v o l.   6 ,   p p .   2 8 0 8 5 - 2 8 0 9 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /A CCES S . 2 0 1 8 . 2 8 4 1 9 6 3 .   [1 2 ]   Ku il a ,   P .   a n d   Ja n a ,   P .   K.,   En e rg y - e ff icie n c lu ste rin g   a n d   ro u ti n g   a lg o rit h m f o w irel e ss   se n so n e tw o rk s:  p a rti c le   sw a r m   o p ti m iz a ti o n   a p p r o a c h ,   En g i n e e rin g   A p p l ica ti o n o Arti fi c ia In tell ig e n c e ,   v o l.   3 3 ,   p p .   1 2 7 1 4 0 ,   2 0 1 4   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . e n g a p p a i. 2 0 1 4 . 0 4 . 0 0 9 .   [1 3 ]   A z h a ru d d in ,   M .   a n d   Ja n a ,   P .   K . ,   P S O - b a se d   a p p r o a c h   f o e n e rg y - e ff icie n a n d   e n e rg y - b a lan c e d   ro u ti n g   a n d   c lu ste rin g   in   w irele ss   se n so n e tw o rk s,”   S o ft   Co m p u ti n g ,   v o l.   2 1 ,   n o .   2 2 ,   p p .   6 8 2 5 - 6 8 3 9 ,   2 0 1 7   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s0 0 5 0 0 - 0 1 6 - 2 2 3 4 - 7 .   [1 4 ]   R.   S .   Y.  El h a b y a n   a n d   M .   C.   E.   Ya g o u p ,   Tw o - ti e p a rti c le  sw a r m   o p ti m i z a ti o n   p ro to c o f o c lu st e rin g   a n d   ro u ti n g   in   t h e   w irele ss   se n so n e tw o rk ,   Ap p li c a ti o n s ,   v o l .   5 2 ,   p p .   1 1 6 - 1 2 8 ,   2 0 15 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. j n c a . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 0 4 .   [1 5 ]   G u p ta,  S .   K.  a n d   Ja n a ,   P .   K.,   En e rg y - e f f i c ien c lu ste rin g   a n d   ro u ti n g   a lg o rit h m f o w ir e les se n so n e tw o rk s:  GA   b a se d   a p p r o a c h ,   W ire les Per so n a C o mm u n ica ti o n s ,   v o l.   83 ,   n o .   3 p p .   2 4 0 3 - 2 4 2 3 ,   2 0 1 5 ,     d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 2 7 7 - 0 1 5 - 2 5 3 5 - 7 .   [1 6 ]   T .   Am g o th   a n d   P .   K.  Ja n a An   e n e rg y - a wa re   ro u ti n g   a lg o rit h m   f o w irele ss   se n so n e tw o rk s,   Co mp u ter &   El e c trica En g in e e rin g ,   v o l .   4 1 ,   p p .   3 57 - 3 6 7 2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o m p e lec e n g . 2 0 1 4 . 0 7 . 0 1 0 .   [1 7 ]   B.   Ba r a n id h a ra n   a n d   B.   S a n th i DU CF d istri b u ted   lo a d   b a lan c i n g   Un e q u a Clu ste ri n g   in   w irele ss   se n so n e tw o rk u sin g   F u z z y   a p p ro a c h ,   A p p li e d   S o ft   C o mp u ti n g ,   v o l .   4 0 ,   p p .   4 9 5 - 5 0 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . a so c . 2 0 1 5 . 1 1 . 0 4 4 .   [1 8 ]   A .   A .   A .   A ri,   B.   O.  Ye n k e ,   N.  L a b ra o u i,   a n d   D.  Ire p ra n ,   A   p o w e r - e ff icie n c lu ste r - b a se d   ro u ti n g   a lg o rit h m   f o r   w irele ss   se n so n e tw o rk s:  h o n e y b e e s w a r m   in telli g e n c e - b a se d   a p p r o a c h ,   J o u r n a l   o f   Ne two rk   a n d   C o mp u ter   Ap p li c a ti o n s ,   v o l .   69 p p .   7 7 - 9 7 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. j n c a . 2 0 1 6 . 0 4 . 0 2 0 .   [1 9 ]   N.  S a b o r,   M .   A b o - z a h h a d ,   S .   S a sa k i,   a n d   S .   M .   A h m e d ,   A n   u n e q u a m u lt i - h o p   b a lan c e d   im m u n e   c lu ste rin g   p ro t o c o f o w irele ss   se n s o n e tw o rk s,”   Ap p li e d   S o f Co mp u ti n g ,   v o l .   4 3 ,   p p .   3 7 2 - 3 8 9 ,     d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . a so c . 2 0 1 6 . 0 2 . 0 1 6 .   [2 0 ]   P .   Na y a k   a n d   B.   V a th a sa v a i,   " En e rg y   Eff icie n Clu ste rin g   A l g o rit h m   f o M u lt i - Ho p   W irele ss   S e n so Ne tw o rk   Us in g   Ty p e - 2   F u z z y   L o g ic,"   i n   IEE S e n so rs  Jo u rn a l ,   v o l.   1 7 ,   n o .   1 4 ,   p p .   4 4 9 2 - 4 4 9 9 ,   1 5   Ju ly 1 5 ,   2 0 1 7 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JS EN. 2 0 1 7 . 2 7 1 1 4 3 2 .   [2 1 ]   L .   Ch u n li ,   B.   Ji n g p a n ,   G .   Jin g u a n g ,   Y.  X i n ,   a n d   L .   Yo u lo n g ,   Clu ste rin g   ro u ti n g   b a se d   o n   m ix e d - in teg e p ro g ra m m in g   f o h e tero g e n e o u w irele ss   se n so n e t w o rk s,”   Ad   Ho c   Ne two rk s ,   v o l.   7 2 ,   p p .   8 1 - 9 0 ,   2 0 1 8 ,     d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . a d h o c . 2 0 1 8 . 0 2 . 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.