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 .   3 J u n e   2 0 2 1 ,   p p .   2 3 7 1 ~ 2 3 7 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 3 . p p 2 3 7 1 - 2 3 7 7          2371       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   K - m ea ns  cluster i ng - ba sed WSN  pr o toco l f o r ener g y   eff icie ncy   i m pro v e m en t       J o ng - Yo ng   L ee 1 Da esu ng   L ee 2   1 In g e n iu m   Co ll e g e   o f   L ib e ra A rt s ,   Kw a n g   W o o n   Un iv e rsity ,   Re p u b li c   o f   Ko re a   2 De p a rtme n o f   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   Ca th o l ic Un iv e rsity   o f   P u sa n ,   Re p u b li c   o f   Ko re a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 3 1 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   D ec   9 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   D ec   1 8 ,   2 0 2 0       S in c e   it   is  v e r y   d iff icu lt   to   re p l a c e   o re c h a rg e   th e   b a tt e ries   o f   th e   se n so r   n o d e s   in   t h e   w irele ss   se n so n e two r k   (W S N),  e f f ici e n u se   o f   th e   b a tt e ries   o f   th e   se n so n o d e is  a   v e r y   i m p o rtan issu e .   T h is  h a a   d e e p   re latio n sh ip   w it h   th e   li f e ti m e   o f   th e   n e tw o rk .   I f   th e   n o d e ' e n e rg y   is  e x h a u ste d ,   th e   n o d e   is  n o   lo n g e a v a il a b le.  If   a   c e rtain   n u m b e o f   n o d e (5 0 %   o 8 0 % i n   a   n e tw o rk   c o n su m e   e n e rg y   c o m p lete l y ,   th e   w h o le  n e tw o rk   w il n o w o rk .   T h e re f o re ,   v a rio u s p ro t o c o ls  h a v e   b e e n   p ro p o se d   to   m a in tain   th e   n e tw o rk   f o a   lo n g   ti m e   b y   m in i m izin g   e n e rg y   c o n su m p ti o n .   In   re c e n y e a rs,  a   p ro to c o u sin g   a     K - m e a n c lu ste rin g   a lg o rit h m ,   o n e   o f   m a c h in e   lea rn in g   tec h n iq u e s,  h a b e e n   p ro p o se d .   A   KCED  p ro to c o l   is  p ro p o se d   in   c o n si d e ra ti o n   o f   re sid u a e n e rg y   o f   a   n o d e ,   a   c lu ste c e n ter,   a n d   a   d istan c e   t o   a   b a se   sta ti o n   in   o rd e r   to   im p ro v e   a   p ro b lem   o a   p ro to c o u sin g   K - a v e ra g e   g u n g   z ip p e a lg o rit h m   su c h   a s clu ste c e n ter co n sid e ra ti o n .   K ey w o r d s :   K - a v er ag e   KC E D   K - m ea n s   L E AC H   R o u ti n g   p r o to co l   W SN   T h is  is  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 :   Dae s u n g   L ee   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g   C ath o lic  U n i v er s it y   o f   P u s an ,     5 7 ,   Or y u n d ae - r o ,   Geu m j eo n g - gu ,   B u s an ,   R ep u b lic  o f   Ko r ea   E m ail:  d s lee @ c u p . ac . k r       1.   I NT RO D UCT I O N   Sen s o r   n o d es  in   W SN  [ 1 - 1 0 ]   ar o f ten   d ep lo y ed   in   lar g q u an t ities ,   m ain l y   w h er it  is   d if f icu lt  f o r   p eo p le  to   ac ce s s .   T h er ef o r e,   it  is   v er y   i m p o r tan t   to   u s t h li m ited   e n er g y   o f   s e n s o r   n o d es  ef f icien tl y   b ec au s e   it  is   d if f ic u lt  to   r ep lace   o r   r ec h ar g b atte r ies  i n   s e n s o r   n o d e s .   Fo r   th ese  r ea s o n s ,   o n o f   t h m o s i m p o r tan t   co n s id er atio n s   i n   t h W SN  d esig n   is   to   m i n i m ize  en er g y   co n s u m p tio n   at  ea ch   n o d to   in cr ea s t h en er g y   ef f icien c y   o f   t h n e t w o r k .   I f   t h w ir eles s   s e n s o r   n o d co n s u m es a ll o f   i ts   e n er g y ,   t h e   n o d e   is   n o   lo n g er   u s ab le,   an d   if   m o r th a n   ce r tai n   ( 5 0 o r   8 0 %)  o f   th n o d in   t h n et w o r k   co n s u m e s   all  o f   its   e n er g y ,   th e   n et w o r k   b ec o m e s   in o p er ab le.   T h u s ,   v ar io u s   p r o to co ls   w er p r o p o s ed   to   m i n i m ize  th e n er g y   c o n s u m p tio n   o f   th e   n o d es  an d   m ain tain   th e   n et wo r k   f o r   lo n g   ti m [ 1 1 - 1 5 ] .   T h L E A C p r o to co is   h i er ar ch ical  clu s ter in g   alg o r ith m   f o r   en er g y   ef f icie n c y ,   w h er th e   clu s ter   h ea d   is   el ec ted   th r o u g h   a   p r o b ab ilit y   th r esh o ld .   Ho w ev er ,   i t   is   n o al w a y s   p o s s ib le  to   en s u r th at  an   o p ti m al  cl u s ter   is   f o r m ed .   I n   ad d itio n ,   ac tu al  cl u s t er in g   m a y   r esu lt  i n   v er y   f e w   o r   to o   m a n y   n o d es  in   th cl u s ter ,   an d   th cl u s ter   h ea d   elec tio n   m a y   r es u lt  in   d at tr an s f er   f a ilu r e s   as   w ell   as  f ir s n o d d ea d   ( FND) .   T h p r o b lem   o f   n o d es  w i th   l ess   r esid u al  en er g y   b ein g   elec ted   as  clu s ter   h ea d s   h as  b ee n   i m p r o v ed   b y   tak i n g   in to   ac co u n en er g y   ter m s   in   th p r o b ab ilit y   th r e s h o ld .   I n   o th er   w o r d s ,   th e   en er g y - co n s id er atio n   L E A C H   p r o to co w as  p r o p o s ed   to   m in i m ize  t h elec tio n   o f   n o d es   w ith   les s   e n er g y   r e m ain in g   as  cl u s ter   h ea d s .   B y   m u lt ip l y i n g   th r e m ai n in g   a m o u n o f   e n er g y   i n   t h n o d es  b y   t h cl u s ter   h ea d   elec tio n   t h r esh o ld ,   th lo w er   t h r esid u al  e n er g y ,   t h lo w er   t h p r o b ab ilit y   o f   clu s ter   h ea d   elec tio n .   Ho w ev er ,   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 .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 3 7 1   -   2377   2372   th e n er g y - co n s id er atio n   L E AC p r o to co s till   ca n n o g u ar an tee   o p ti m al  c lu s ter   f o r m atio n   o r   ev e n   n o d d en s it y   p er   clu s ter .   W ir eless   s e n s o r   p r o to co ls   u s in g   t h K - m ea n s   cl u s ter in g   al g o r ith m   [ 1 6 - 2 2 ]   d o   n o t f o r m   cl u s ter   a f ter   elec tin g   th cl u s ter   h ea d ,   b u d o   th clu s ter   co n f i g u r atio n   f i r s t.  T h is   tech n iq u h a s   t h ad v an ta g o f   h a v in g   u n i f o r m   cl u s ter   co n f i g u r atio n ,   w it h   m o s o f   th m e m b er   n o d es  in   th clu s ter   p r esen u n i f o r m l y .   An d   th i s   m et h o d ,   af ter   t h cl u s ter   co n f i g u r atio n ,   elec ted   as   th e   cl u s te r   h ea d   eit h er   n o d w it h   a   lo t   o f   r esid u al  e n er g y   o r   a   n o d cl o s to   th clu s te r   ce n ter   p o in t.  Ho w ev er ,   th er is   p r o b lem   w it h   n o d es  f a r   aw a y   f r o m   b ase   s tatio n s   b ec o m i n g   cl u s ter   h ea d s ,   o r   w i th   th e   s a m n o d es  b e in g   cl u s ter   h ea d s   in   s u cc ess io n .   T h is   ca u s e s   FND   to   o cc u r   q u ick l y .   W h en   u s i n g   th K - m ea n s   clu s ter in g   alg o r ith m ,   th m e m b er   n o d es  w it h i n   th clu s ter   ar as  u n i f o r m   as  p o s s ib le.   T h is   ca n   i m p r o v u n b ala n ce d   clu s te r   co n f i g u r atio n s ,   s u ch   as  t h e   L E AC p r o to co l.  Ho w e v er ,   b ec au s th clu s ter i n g   p r o ce s s   is   p er f o r m ed   r ep ea ted l y   m o v in g   th ce n ter   p o in to   th f in a clu s ter   f i n aliza tio n ,   it  h a s   t h d is ad v a n tag e   o f   ta k i n g   lo n g er   t i m to   clu s ter   t h a n   tr ad itio n al  h ier ar c h ical  al g o r ith m s .   I n   ad d itio n ,   f o r   th K - m ea n s   cl u s ter in g - b ased   p r o to c o l,  o n ly   t h r e m ai n in g   en er g y   o f   t h n o d o r   n o d e   clo s t o   th cl u s ter 's  ce n ter   p o in w as  co n s id er ed   w h e n   el ec t in g   t h clu s ter   h ea d ,   b u t   n o th e   tr an s m is s io n   d is ta n ce   to   th b ase  s tatio n   t h at  co n s u m es  th m o s e n er g y .   I n   th i s   p ap er ,   w ar g o in g   to   i m p r o v th p r o b le m   o f     K - m ea n s   clu s ter in g   to   in cr ea s th en er g y   e f f icie n c y   o f   W S N.   T h p r o p o s ed   p r o to c o tak es  in to   ac co u n t h r esid u al  e n er g y   o f   t h n o d a n d   th e   d is ta n ce   to   t h b ase  s ta tio n   w h en   elec ti n g   th e   cl u s ter   h ea d .   T o   tak in to   ac co u n t h r esid u al  e n er g y   o f   th n o d an d   th d is ta n ce   t o   th b ase  s tatio n ,   t h clu s ter   h ea d - elec ted   Sco r alg o r ith m   is   u s ed   f o r   ea ch   n o d e.       2.   RE S E ARCH     2 . 1 .     L E A CH   pro t o co l   T h lo w - en er g y   ad ap tiv cl u s ter in g   h ier ar ch y   ( L E AC H)   p r o to co [ 2 3 - 2 4 ]   is   ty p ical  clu s ter i n g - b ased   p r o t o co p r o p o s ed   b y   W en d y   B .   Hein ze l m a n .   T h L E AC p r o to co co n s is ts   o f   s et - u p   p h ase  an d   s tead y - s tate  p h a s e .   I n   th s et - u p   p h ase,   t h clu s ter   h ea d   is   r an d o m l y   elec ted   b y   th p r o b ab ilit y   t h r es h o ld   eq u atio n   a n d   t h cl u s ter   co n f i g u r atio n   i s   p er f o r m ed .   T h p r o b ab ilit y   th r es h o ld   T ( n )   u s ed   t o   elec t c lu s ter   h ea d s   f o r   n o d n   is   ex p r es s ed   in   ( 1 )   an d   h as a   v alu b et w ee n   0   an d   1 .       (   )   {         (           )                              ( 1 )     I n   ( 1 ) ,   p   is   t h p r o b ab ilit y   o f   e lectin g   c lu s ter   h ea d ,   r   is   t h cu r r en r o u n d ,   a n d   i s   t h s et   o f   n o d es   th at  w er n o elec ted   as  cl u s ter   h ea d s   u n til  t h p r ev io u s   r o u n d .   E ac h   n o d g e n er ates   r an d o m   n u m b er   b et w ee n   0   an d   1 ,   c o m p ar in g   i to   eq u atio n   ( 1 )   an d   th en   th n o d is   elec ted   as  th clu s ter   h ea d   w h en   it  h as  v alu e   les s   t h a n   t h p r o b ab ilit y   t h r e s h o ld     (   ) .   Sin ce   cl u s ter   h ea d s   w er elec ted   b y   eq u atio n   ( 1 )   th cl u s ter   h ea d s   b r o ad ca s ad v er tis i n g   m es s ag e s   to   s u r r o u n d i n g   n o d es  in   s en s o r   f ield ,   an d   t h n o r m al  n o d es  r ec eiv i n g   ad v er tis i n g   m e s s a g es  j o in   as  c lu s ter s   o f   cl u s ter   h ea d s   w i th   t h lar g e s s ig n al  s tr en g t h   to   f o r m   cl u s ter s .   W h e n   th clu s ter   co n f i g u r atio n   is   c o m p lete,   t h clu s ter   h ea d   cr ea tes  an d   ass i g n s   ti m d iv is io n   m u ltip le  ac ce s s   ( T DM A )   s ch ed u le,   w h ic h   s p e cif ies  th ti m ea c h   n o d m u s tr an s m it,  d ep en d in g   o n   t h n u m b er   o f   m e m b er   n o d es  in   th cl u s ter .   Du r i n g   t h s tead y - s tate  p h ase,   th d ata  is   s en ac co r d in g   to   th T DM s ch ed u le  as s ig n ed   b y   t h cl u s ter   h ea d .   T h clu s t er   h ea d   co m p lete s   t h s tead y - s tate  p h ase  b y   ag g r eg a tio n   t h e   d ata  r ec eiv ed   f r o m   th m e m b er   n o d an d   s en d in g   it  to   th b ase  s tatio n   in   c o d d iv is io n   m u l tip le  ac ce s s   ( C DM A ) .   T h cy cle   co m p leted   f r o m   t h ese  s et - u p   p h ase  to   th s tead y - s ta te  p h ase  is   ca lled   R o u n d .   T h L E AC p r o to co im p r o v ed   th p r o b lem   o f   cl u s ter   h ea d   elec tio n   f o r   s p ec if ic  n o d es  o f   ex is t in g   clu s ter i n g - b ased   p r o to co ls ,   b y   elec t in g   all  n o d es  w i th   r e m ain i n g   en er g y   as  cl u s ter   h ea d s   o n ce   an d   f o r   all.   Ho w e v er ,   b y   u s in g   o n l y   t h p r o b a b ilit y   th r e s h o ld   w h en   e lectin g   clu s ter   h ea d ,   t h n et w o r k   h as  s h o r t   lif eti m s p an   d u to   p r o b le m s   s u c h   as  t h elec tio n   o f   n o d es  w it h   i n s u f f icie n r esid u al  e n er g y .   T o   i m p r o v th i s ,   v ar io u s   p r o to co ls   th at  m o d i f ie d   th p r o b ab ilit y   t h r esh o ld   w e r p r o p o s ed .     2 . 2 .   E nerg y - co ns idera t io n L E AC H   pro t o c o l   I n   th ca s o f   ( 1 )   u s ed   to   elec th clu s ter   h ea d   o f   th L E AC p r o to co l,  elec th clu s ter   h ea d   w it h o u co n s id er in g   t h r es id u al  en er g y   o f   t h n o d e.   T h u s ,   e v en   i f   t h n o d h as   les s   r esid u al  en er g y ,   it  ca n   b e   elec ted   as  clu s ter   h ea d .   T o   i m p r o v th i s   M.   J .   Han d y   [ 2 5 ]   p r o p o s ed   th f o llo w in g   m o d i f i ed   th r esh o ld   ( 2 ) :       (   )           (   )                             ( 2)     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       K - mea n s   clu s teri n g - b a s ed   W S N   p r o to co l fo r   en erg efficien cy   imp r o ve men t   ( Jo n g - Yo n g   Lee )   2373   I n   ( 2 )   E _ m ax   is   t h m ax i m u m   ( in it ial)   en er g y   o f   t h n o d e,   an d   E _ cu r r en t   is   th r esid u a en er g y   o f   th n o d e.   Fo r   th clu s ter   h ea d   elec tio n   t h r es h o ld ,   th v alu w il b b et w ee n   0   a n d   1 .   T h clo s er   th v alu e   is   1 ,   th h ig h er   th c h a n ce   o f   cl u s ter   h ea d   elec tio n ,   an d   t h clo s er   th v alu i s   to   ze r o ,   th l o w er   th c h a n ce   o f   clu s ter   h ea d   elec tio n .   M.   J .   Han d y 's  p r o p o s ed   th r esh o ld   f o r   r esid u al  en er g y   is   to   m u ltip l y   t h v al u o f   co n v e n tio n al  ( 1 )   b y   t h r esid u al  en er g y   r atio   o f   th n o d e,   an d   th lo w er   t h r esid u al  en er g y ,   th lo w er   th e   p r o b a b ilit y   o f   clu s ter   h ea d   el ec tio n .   T h u s ,   m i n i m iz i n g   t h e   elec tio n   o f   n o d es  w it h   les s   r esid u al  e n er g y   as   clu s ter   h ea d s ,   r esu lt s   in   i n cr ea s in g   n et w o r k   lif e ti m e.   I n   G u p t a' s   f u zz y   lo g ic ,   t h ch a n ce   v al u f o r   all  n o d es  ar ca lcu lated   f o r   ev er y   r o u n d .   W h en   t h ch a n ce   v al u ca lcu lati o n   is   co m p leted ,   th clu s ter   h ea d s   ar elec ted   in   ascen d i n g   o r d er   o f   t h c h an c v al u e.   T h ce n tr alit y   o f   t h n o d is   t h s u m   o f   th e   d is ta n ce s   f r o m   th n o d e   lo ca ted   w it h i n   ce r tai n   r an g r   to   th n o d e   A   as s h o w n   in   F i g u r 1 .   T h r an g is   g iv e n   b y   ( 2 ) .       3.   P RO P O SE   M E T H O D   Usi n g   t h K - m ea n s   clu s ter i n g   alg o r ith m   i n   t h W SN  p r o to co r esu lts   i n   t h m e m b er   n o d es  in   t h e   clu s ter   b ei n g   as  u n i f o r m   as   p o s s ib le,   b u i ta k es  lo n g er   to   clu s ter   th a n   tr ad itio n a h ier ar ch ical  al g o r ith m s .   I n   ad d itio n ,   clu s ter   h ea d   elec tio n   h as  t h p r o b le m   o f   co n tin u o u s   cl u s ter   h ea d   elec tio n   o n   t h s a m n o d e,   w it h   o n l y   co n s id er in g   th r esid u al  en er g y   o f   th n o d o r   n o d th a is   m o s tl y   clo s to   th cl u s ter 's  ce n ter   p o in t.  T h is   r esu lt s   i n   s h o r ten i n g   th lif e ti m s p a n   o f   t h n et w o r k .   An d   w h e n   elec ti n g   a   clu s ter   h ea d ,   n o t   co n s id er in g   th e   d is tan ce   to   t h n o d an d   b ase  s tatio n ,   t h o v er all  en er g y   ef f i cien c y   o f   t h n et w o r k   ca n   b r ed u ce d .   T h is   p ap er   p r o p o s es  p r o to co l   th at  in cr e ases   th e n er g y   e f f icien c y   o f   t h n et w o r k   w h i le  i m p r o v i n g   t h ese  p r o b le m s .   T o   i m p r o v t h d is ad v an t ag e   o f   tak i n g   lo n g   ti m to   co n f i g u r cl u s ter ,   th e   p r o p o s ed   p r o to co li m ited   t h e   clu s ter   co n f i g u r atio n   p o in to   th f ir s r o u n d   at  w h ic h   th s y s te m   w as  i n itial ized   an d   th n ex r o u n d   at  w h ic h   ad d itio n al  s en s o r   n o d es  w er co n s u m ed   w it h   all  th r e m ain i n g   e n er g y .   T h is   ca n   i m p r o v t h ti m e - co n s u m in g   p r o b lem   b ec au s cl u s ter   co n f i g u r atio n s   d o   n o o cc u r   at  ev er y   r o u n d .   B y   ta k i n g   i n to   ac co u n t h d is ta n ce   f r o m   th clu s ter   ce n ter   p o in a n d   th r esid u al  en er g y   o f   th n o d w h e n   elec tin g   t h clu s ter   h ea d ,   th p r o b le m   o f   n o t   tak i n g   i n to   ac co u n t h tr an s m is s io n   d is ta n ce   to   b ase  s tatio n   th at  co n s u m e s   lo o f   en er g y .   T o   s o lv th ese   p r o b lem s ,   t h cl u s ter   h ea d   was  elec ted   in   t h is   p ap er   co n s i d er in g   t h r esid u al  e n er g y   o f   th n o d an d   t h e   d is tan ce   to   th cl u s ter s   ce n ter   p o in t o r   b ase  s tatio n .   I n   g e n er al,   i f   o n l y   t h r esid u al  en er g y   o f   t h n o d es  i n   t h e   clu s ter   is   co n s id er ed ,   th cl u s ter   h ea d   ca n d id ate  h a s   elec ted   t h n o d w ith   th e   m o s r esid u al  e n er g y .   Ho w e v er ,   co n s id er in g   t h d is tan ce   to   t h b as e   s tatio n   a n d   th r e m ai n in g   en er g y ,   s i m p l y   elec tin g   t h clu s ter   h ea d   ac co r d in g   to   th r an k i n g   d ec is io n   ca n   lead   to   an   en er g y - e f f icien p r o b le m .   Fo r   ex a m p le,   f o r   an y   t w o   n o d es  A   an d   B ,   if   th r esid u al   en er g y   in   n o d A   is   g r ea ter   th a n   t h r esid u a en er g y   in   n o d B ,   an d   n o d A   is   f ar t h er   t h a n   n o d B ,   th r esid u al  e n er g y   is   ta k e n   in to   ac co u n an d   n o d A   i s   el ec ted   as  th cl u s ter   h ea d .   I n   th is   ca s e,   b ec au s o f   th lar g en er g y   co n s u m p tio n   d u to   th d is tan ce   to   th b a s s tatio n ,   th en er g y   i n   n o d A   is   co n s u m ed   q u ick l y ,   t h er eb y   r ed u cin g   th e   lif eti m s p an   o f   th e   en tire   n et w o r k .   T o   i m p r o v t h is   p r o b le m ,   th r e m ai n i n g   e n er g y   an d   d is tan ce   Sco r e   co m p u tatio n s   f o r   n o d es  in   th e   clu s ter   ar p r o p o s ed   a n d   elec th clu s ter   h ea d   b y   u s in g   Sco r o p e r atio n   o n   m e m b er   n o d es  th a s ati s f y                                  (                ) ,   w h ic h   h as  m o r r esid u al  e n er g y   t h an   th e   av er ag r esid u al  e n er g y   f o r   all  n o d es  i n   t h clu s ter .   T h is   h a s   th ad v an tag o f   r ed u cin g   th a m o u n o f   co m p u tatio n s   co n s u m ed   in   el ec tio n s .   T h Sco r is   d iv id ed   in to                b ased   o n   th b ase  s tatio n   d is tan ce   an d                b ased   o n   th clu s ter s   ce n ter   p o in t,  r esp ec tiv el y ,   as d e f i n ed   in   ( 3 )   an d   ( 4 ) .                                                              (           )   ( 3 )                                                              (           )   ( 4 )     Her e,                     m ea n s   th e   cu r r en r esi d u al  en er g y   o f   t h n o d e,               r ep r esen t s   t h i n itial   en er g y   o f   th n o d e,              r ef er s   to   th d is tan c to   th n o d an d   b ase  s ta tio n ,   an d             r ef er s   to   t h d is ta n ce   to   t h n o d e   an d   clu s ter s   ce n ter   p o in t.   T h e   r atio   o f   r esid u al  en er g y   to   th in itial  en er g y ,   th f ir s ter m   o f   ( 3 )   an d   ( 4 )   m ea n s   th r elati v s ize  ( n o r m aliza t io n   v a lu e)   o f   th r es id u al  e n er g y .   T h is   v a lu h as  v al u b et w ee n   0   an d   1   an d   d ec r ea s es  to   ze r o   as  th r o u n d   p r o g r ess es.  A n d   t h s ec o n d   t er m   o f   ( 3 )   an d   ( 4 )   h as  v alu e   b et w ee n   0   an d   1   as  th n o r m alize d   ter m s   f o r   t h d is tan ce .   T h at  i s ,   t h lar g er   t h f ir s t   ter m   an d   t h s m a ller   t h s ec o n d   ter m ,   th e   g r ea ter   th p r o b ab ilit y   o f   b ein g   elec ted   as th cl u s ter   h ea d .   I n   o th er   w o r d s ,   if   t h Sco r v alu es  f o r   ( 3 )   an d   ( 4 )   ar e   lar g e,   th e y   ar elec ted   as  th cl u s ter   h ea d .   B y   u s i n g   th e   p r o p o s ed   tech n iq u e,   th Sco r o p er atio n   o n   n o d es  in   cl u s ter   ca n   d eter m i n w h i ch   n o d is   c lo s to   th b as e   s tatio n   o r   cl u s ter s   c en ter   p o in t   w h ile  t h n o d h a s   h i g h   r esid u al   en er g y .   On c th              an d                h av b ee n   co m p u ted ,   elec n o d w it h   v al u es      (            )   an d       (            )   as  th clu s ter   h ea d   ca n d id ate.   I f   n o d e   in   a   clu s ter   h as  m ax i m u m   Sco r v alu f o r   b o th   th b ase  s tatio n   an d   th clu s ter 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 .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 3 7 1   -   2377   2374   ce n ter   p o in t,  it  is   elec ted   as  th clu s ter   h ea d .   Ho w e v er ,   if   t h n o d w ith       (            )   v al u es  an d   t h n o d e   w it h       (            )   v al u es  ar d if f er en t,  t h clu s ter   h ea d   w as  d eter m i n ed   b y   ca lcu la tin g :   T o   p r e d ict  th en er g y   co n s u m p tio n   o f   th e   t wo   clu s ter   h ea d   ca n d id ate  n o d es,  th e   s u m   o f   th d i s ta n ce   f r o m   t h m e m b er   n o d es   in   th clu s ter   an d   th d is tan ce   f r o m   t h b ase  s tatio n ,   i.e .   th to tal  tr an s m is s io n   d is ta n ce ,   w er co m p u ted .   T h to tal  tr an s m is s io n   d is tan ce   To t a lDis ta n ce   ( i )   f o r   i - n o d ca n   b o b tain ed   u s i n g   ( 5 ) .                        (   )                                                                  ( 5 )     Her e,   th f ir s t   ter m   is   t h d is t an ce   to   t h i - n o d an d   b ase   s t atio n   ( d _ ( No d e_ to B S)) ,   an d   th s ec o n d   ter m   is   t h s u m   o f   t h d is ta n c es  b et w ee n   t h i - n o d an d   t h e   r est  o f   th n o d es  i n   th cl u s t er .   Su b s eq u e n tl y ,   a   ca n d id ate  n o d w it h   s h o r t o tal  tr an s m i s s i o n   d is ta n ce   w a s   f i n all y   elec ted   as  t h cl u s te r   h ea d .   I f   m u ltip le   n o d es  w it h   t h s a m Sco r v al u es  w er elec ted   as   clu s ter   h e ad   ca n d id ates,  th n o d clo s es to   th b ase  s tatio n   w a s   elec ted   f o r                an d   th n o d clo s est  to   th clu s ter s   ce n te r   p o in f o r                as  th clu s ter   h ea d   ca n d id ate.   I n   ad d itio n ,   if   th v alu e s   o f   th cl u s ter   h ea d   ca n d id ates  w er th s a m e,   th s h o r ter   th d is tan ce   to   th b ase  s tatio n ,   t h le s s   e n er g y   w as  co n s u m ed ,   s o   th n o d w i th       (            )   w a s   elec ted   as  t h c l u s ter   h ea d .   On ce   t h cl u s ter   h ea d   was  elec ted ,   th d ata  w a s   co llec ted   an d   s en t   to   th b ase  s tatio n   i n   th s a m w a y   as th L E A C p r o to co l.  T h f lo w c h ar t o f   th p r o p o s p r o t o c o w o r k s   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 1   an d   Fig u r 2 .           Fig u r e   1 .   Flo w c h ar t o f   p r o p o s p r o to c o l’ s   clu s ter   h ea d   elec tio n       Fig u r e   2 .   Flo w c h ar t o f   p r o p o s p r o to c o l’ s   clu s ter   h ea d   elec tio n       Fig u r 3   s h o w s   th p s e u d o - c o d o f   th p r o p o s ed   p r o to c o l.   T h tw o   to   s ev e n   lin e s   o f   co d ar th p r o ce s s   o f   ch ec k i n g   f o r   ad d iti o n al  d ea d   n o d es  co m p ar ed   to   th p r ev io u s   r o u n d ,   if   an y ,   f o r   clu s ter in g .   Ot h er   th an   t h at,   ex is tin g   clu s ter s   ar m ai n tai n ed .   T h 9 - 3 6   lin o f   co d is   th p r o ce s s   o f   ca lc u lati n g                an d                o f   n o d es  i n   ea c h   c lu s ter ,   an d   th en   elec ti n g   n o d es  w it h         (            )   an d         (            )   as  cl u s te r   ca n d id ates.   T h 3 7 - 4 2   lin is   th p r o ce s s   o f   co m p u ti n g   th to tal  tr an s m is s io n   d is ta n ce   o f   th cl u s ter   ca n d id ates a n d   t h en   elec ti n g   n o d w it h   s h o r t d is tan ce   as t h f i n al  cl u s ter   h ea d .   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       K - mea n s   clu s teri n g - b a s ed   W S N   p r o to co l fo r   en erg efficien cy   imp r o ve men t   ( Jo n g - Yo n g   Lee )   2375   1   / /   f o r   e v e r y   r o u n d   2   p r e v D e a d N o d e C o u n t   =   - 1   3   d e a d N o d e C o u n t   =   C h e c k D e a d N o d e ( )   4   I F   N O T   p r e v D e a d N o d e C o u n t   = =   d e a d N o d e C o u n t   5   S t a r t C l u s t e r i n g ( )   6   p r e v D e a d N o d e C o u n t   =   d e a d N o d e C o u n t   7   END   8   F O R   i   =   1   t o   k   9   M a x B S N o d e   =   C l u s t e r ( i ) . M e m b e r N o d e ( 1 )   10   M a x B S S c o r e   =   N o d e ( M a x N o d e ) . C u r r e n t E n e r g y   /   I n i t E n e r g y     N o d e ( M a x N o d e ) . D i s t a n c e T o B S   /     M A X ( N o d e . D i s t a n c e T o B S )   11   M a x C C N o d e   =   C l u s t e r ( i ) . M e m b e r N o d e ( 1 )   12   M a x C C S c o r e   =   N o d e ( M a x N o d e ) . C u r r e n t E n e r g y   /   I n i t E n e r g y     N o d e ( M a x N o d e ) . D i s t a n c e T o C C   /     M A X ( N o d e . D i s t a n c e T o C C )   13   F O R   j   =   1   t o   C l u s t e r ( i ) . M e m b e r N o d e C o u n t     14   I F   N o d e ( j ) . C u r r e n t E n e r g y   > =   C l u s t e r ( i ) . A v e r a g e E n e r g y   15   N o d e ( j ) . S c o r e B S   =   N o d e ( j ) . C u r r e n t E n e r g y / I n i t E n e r g y N o d e ( j ) . D i s t a n c e T o B S   /   M A X ( N o d e . D i s t a n c e T o B S )     N o d e ( j ) . S c o r e C C   =   N o d e ( j ) . C u r r e n t E n e r g y / I n i t E n e r g y N o d e ( j ) . D i s t a n c e T o C C   /   M A X ( N o d e . D i s t a n c e T o C C )   16   I F   N o d e ( j ) . S c o r e B S   >   M a x S c o r e B S     M a x B S S c o r e   =   N o d e ( j ) . S c o r e B S     M a x B S N o d e   =   j   17   E L S E I F   N o d e ( j ) . S c o r e B S   = =   M a x B S S c o r e   18   I F   N o d e ( j ) . D i s t a n c e T o B S   <   N o d e ( M a x B S N o d e ) . D i s t a n c e T o B S   19   M a x B S S c o r e   =   N o d e ( j ) . S c o r e B S   20   M a x B S N o d e   =   j   21   END     END   22     23   I F   N o d e ( j ) . S c o r e C C   >   M a x C C S c o r e   24   M a x C C S c o r e   =   N o d e ( j ) . S c o r e C C   25   M a x C C N o d e   =   j     E L S E I F   N o d e ( j ) . S c o r e C C   = =   M a x C C S c o r e   26   I F   N o d e ( j ) . D i s t a n c e T o C C   <   N o d e ( M a x C C N o d e ) . D i s t a n c e T o C C   27   M a x C C S c o r e   =   N o d e ( j ) . S c o r e C C   28   M a x C C N o d e   =   j   29   END   30   END     END   31   END   32     33   I F   T o t a l T r a n s D i s t a n c e ( M a x B S N o d e )   < =   T o t a l T r a n s D i s t a n c e ( M a x C C N o d e )   34   M a x N o d e   =   M a x B S N o d e   35   E L S E   36   M a x N o d e   =   M a x C C N o d e     END   37   S e t C l u s t e r H e a d ( M a x N o d e )     END   3 8       F ig u r e   3 .   P s eu d o - co d f o r   th p r o p o s p r o to c o l   ( KC E D)       4.   SI M UL AT I O A ND  RE SU L T   T o   v er if y   th e n er g y   e f f icie n c y   o f   th p r o p o s ed   p r o to c o l,  it  w a s   co m p ar ed   w ith   t h e   L E AC H   p r o to co l,  th en er g y - co n s id er a tio n   L E A C p r o to co l,  an d   s i m u latio n   w it h   M A T L A B .   A s s u m p tio n s   ab o u t h s en s o r   f ield   f o r   th s i m u latio n   ar as  f o llo w s :   I n   t h s i m u l atio n   en v ir o n m en t,  all  th s a m s e n s o r   n o d es  ar e   co n s tr u cted ,   a n d   o n ce   d ep lo y e d ,   th n o d es a r n o m o v ed .   I w a s   th e n   co n s id er ed   th at  all  s e n s o r   n o d es  h ad   th e   s a m e   in itial e n er g y   a n d   t h at  b a s s tat io n s   w er lo ca te d   o u t s id th s e n s o r   f ield .   T h s i m u lat io n   p ar a m eter s   ar d ef in ed   as  s h o w n   i n   T ab le  1 .   T h r esu lts   o f   co m p ar i n g   n et w o r k   lif e ti m u s i n g   t h s i m u l atio n   p ar a m eter s   ar e   s h o w n   i n   Fig u r 4   an d   T ab le   2 .   I t   ca n   b e   s ee n   th at  th p r o p o s ed   p r o to co l   is   an   im p r o v e m en o f   1 1 1 in   FND  cr iter io n   co m p ar ed   to   th e   L E AC p r o to co an d   a n   8 0 i m p r o v e m e n t   in   FND   cr iter io n   o v er   th e n er g y - co n s id er atio n s   L E AC p r o to co l.   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 .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 3 7 1   -   2377   2376   T ab le  1 .   Sim u latio n   en er g y   m o d el   P a r a me t e r   V a l u e   N u mb e r   o f   S e n so r   N o d e   1 0 0   S i z e   o f   S e n so r   F i e l d   2 0 0   x   2 0 0   L o c a t i o n   o f   B a se     S t a t i o n   ( 1 0 0 ,   3 0 0 )   I n i t i a l   E n e r g y   o f   S e n so r   N o d e   0 . 5 J                                                                                                                                   T ab le  2 .   Sim u latio n   r esu lt: n et w o r k   li f eti m co m p ar i s o n   P rotoc o l   F ND   8 0 A l i v e   L E AC P roto co l   86   171   E n erg y - C o n si d erat i o n   L E AC p ro t o co l   101   206   P rop o se  P ro t o co l   182   219   Improv e men t   rat e   1 1 1   v s. L E AC H   p rotoc o l   2 8   v s. L E AC p rotoc o l     8 0 v s .   E n erg y - C o n si d erat i o n   L E AC P roto co l   6   v s. E n erg y - C o n si d erat i o n   L E AC P roto co l             Fig u r e   4 .   Si m u latio n   r esu l t: a li v n o d g r ap h   b y   r o u n d       5.   CO NCLU SI O N     I n   th is   p ap er ,   th clu s ter   co n f i g u r atio n   is   ef f icie n in   w ir e less   s e n s o r   n et w o r k ,   an d   th m et h o d   o f   clu s ter   h ea d   elec tio n   is   p r o p o s ed   to   im p r o v th n et w o r k   lif eti m e.   Fo r   ef f icie n clu s te r   co n f ig u r atio n ,   th e     K - m ea n s   cl u s ter in g   al g o r ith m   w a s   u s ed .   T h is   ca n   m a k t h m e m b er   n o d es  a s   u n i f o r m l y   p ar o f   t h cl u s ter   a s   p o s s ib le.   T h p r o p o s ed   p r o to c o r ed u ce d   th co m p u tatio n s   b y   r eq u ir i n g   c lu s ter   co n f i g u r ati o n   to   b r ef r es h ed   o n l y   i n   th f ir s r o u n d   an d   th e   n ex r o u n d   w h en   t h d ea d   n o d o cc u r r ed .   A n   t h clu s ter   h e ad   w a s   th e n   elec ted   th r o u g h   th              an d                o p er atio n s .   B y   u s in g              ,   I ca n   elec n o d es  th at  ar as  c lo s to   b ase   s tatio n s   as  p o s s ib le  w h ile  s ti ll  h av m o r en er g y ,   an d   b y   u s i n g              ,   it  ca n   elec n o d es   th at  ar as  clo s to   th clu s ter   ce n ter   as  p o s s ib le  w h ile  s ti ll  h a v m o r en er g y   r e m ai n in g .   A f ter   elec tin g   th e s e   t w o   ca n d id ates,  b y   f i n alizi n g   n o d w it h   lo w   to tal  tr an s m is s io n   d is ta n c as  a   clu s ter   h ea d ,   w w er ab le  t o   elec t   th ap p r o p r iate  clu s ter   h ea d   an d   s i m u latio n   r es u lt s   s h o w ed   t h at  t h n et w o r k   lif e ti m w o u ld   i m p r o v e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   I.   F .   A k y il d iz,  W .   S u ,   Y.  S a n k a ra su b ra m a n ia m ,   a n d   E.   Ca y irci ,   A   S u rv e y   o n   S e n so Ne tw o rk s,   IEE E   Co mm u n ica ti o n s M a g a zin e ,   v o l.   4 0 ,   n o .   8 ,   p p .   1 0 2 - 1 1 4 ,   2 0 0 2 .   [2 ]   J.   Y.  L e e ,   En e rg y   I m p ro v e m e n o f   W S Us in g   T h e   S to c h a stic   Clu ste He a d   S e lec ti o n ,   T h e   J o u rn a o T h e   In stit u te  o I n ter n e t,   Bro a d c a sti n g   a n d   Co mm u n ica t io n   ( IIB C ),   v o l.   1 5 ,   n o . 1 ,   p p .   1 2 5 - 1 2 9 ,   2 0 1 5 .   [3 ]   S .   S u b e d i ,   a n d   S .   L e e ,   A   Ne w   Tec h n iq u e   f o L o c a li z a ti o n   Us in g   th e   Ne a re st  A n c h o r - Ce n tro i d   P a ir  Ba se d   o n   L QI   S p h e re   i n   W S N ,”   J o u rn a o f   I n f o r m a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   C o n v e r g e n c e   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   p p .   6 - 11 2 0 1 8 .   [4 ]   Bra r,   G u rb in d e S in g h ,   e a l. ,   E n e rg y   e ff icie n d irec ti o n - b a se d   P DO RP   r o u t in g   p ro t o c o f o W S N ,   IEE a c c e ss v o l.   4 ,   p p .   3 1 8 2 - 3 1 9 4 ,   2 0 1 6 .   [5 ]   W a n g ,   Zh o n g - x u n ,   e a l . ,   A   c l u ste rin g   W S ro u ti n g   p ro to c o l   b a s e d   o n   n o d e   e n e rg y   a n d   m u lt ip a th ,   Cl u ste r   Co mp u t in g v o l .   2 2 ,   n o .   3 ,   p p .   5 8 1 1 - 5 8 2 3 ,   2 0 1 9 .   [6 ]   A n z o la ,   Jo h n ,   e a l. ,   A   c lu ste ri n g   W S ro u ti n g   p r o t o c o b a se d   o n   k d   tree   a lg o rit h m ,   S e n so rs v o l.   1 8 ,   n o .   9 ,     p.   2 8 9 9 ,   2 0 1 8 .   [7 ]   W a n g ,   Qu a n ,   e t   a l. ,   A n   e n e rg y - e ff ici e n c o m p re ss iv e   se n sin g - b a s e d   c lu ste ri n g   ro u ti n g   p r o to c o f o r   W S Ns ,”   IEE E   S e n so rs   J o u rn a l ,   v o l.   1 9 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 9 5 0 - 3 9 6 0 ,   2 0 1 9 .   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       K - mea n s   clu s teri n g - b a s ed   W S N   p r o to co l fo r   en erg efficien cy   imp r o ve men t   ( Jo n g - Yo n g   Lee )   2377   [8 ]   M o h a m e d ,   Re e m   E. ,   e t   a l. ,   En e r g y   e ff icie n c o ll a b o ra ti v e   p r o a c ti v e   ro u ti n g   p ro t o c o l   f o w irele ss   se n so n e tw o rk ,   Co mp u ter   Ne tw o rk s ,   v o l.   1 4 2 ,   p p .   1 5 4 - 1 6 7 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   Ku m a r,   Ra jee v ,   a n d   Ku m a r   Dil ip ,   M u lt i - o b jec ti v e   f ra c ti o n a a rti f icia b e e   c o l o n y   a lg o rit h m   to   e n e rg y   a w a r e   ro u ti n g   p r o t o c o i n   w irele ss   se n so n e tw o rk ,   W ire les s Ne two rk s v o l.   2 2 ,   n o .   5 ,   p p .   1 4 6 1 - 1 4 7 4 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   S in g h   O.,   R ish iw a V . ,   Ya d a v   M . ,   En e rg y   tren d s   o f   ro u ti n g   p ro t o c o ls  f o H - W S N,”   2 0 1 6   2 n d   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e s in   Co mp u ti n g ,   C o mm u n ica ti o n ,   &   Au to ma ti o n   ( ICACCA ( Fa ll ) ,   Ba re il ly ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 4.   [1 1 ]   Ja m a N .   Al - Ka r a k i,   A h m e d   E .   Ka m a l,   Ro u ti n g   tec h n i q u e i n   w ir e les se n so n e tw o rk a   su rv e y , ”  IEE W ire les Co mm u n ica ti o n s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   p p .   6 - 2 8 ,   2 0 0 4 .   [1 2 ]   Zh a o   C h e n g ,   M a rk   P e ril lo ,   W e n d B .   He in z e lm a n ,   G e n e ra n e t w o rk   li f e ti m e   a n d   c o st  m o d e ls  f o e v a lu a ti n g   se n so r   n e tw o rk   d e p lo y m e n stra teg ie s , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   M o b il e   C o mp u ti n g ,   v o l.   7 ,   n o .   4 ,   p p .   4 8 4 - 497 ,   2 0 0 8   [1 3 ]   Jo a n n a   Ku l ik ,   W e n d He in z e lm a n ,   Ha ri  Ba lak rish n a n ,   Ne g o ti a ti o n - b a se d   p r o to c o ls  f o d isse m in a ti n g   in f o rm a ti o n   in   w irele ss   se n so n e tw o rk s , ”  W ir e les s Ne two rk s ,   v o l.   8 ,   p p .   1 6 9 - 1 8 5 ,   2 0 0 2 .   [1 4 ]   G.   S a n jee v ,   e a l. ,   Cro ss   l a y e a rc h it e c tu re   b a se d   m o b il e   W S ro u ti n g   p r o t o c o f o r   in ter - v e h icu lar   c o m m u n ica ti o n ,   2 0 1 7   3 r d   I n ter n a ti o n a l   C o n fer e n c e   o n   Co mp u t a ti o n a I n telli g e n c e   &   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o lo g y   ( CICT ) ,   G h a z i a b a d ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 7.   [1 5 ]   Ku sh a B.   Y.,   a n d   Ch it ra   M . ,   C lu ste b a se d   ro u t in g   p ro t o c o t o   p ro l o n g   n e tw o rk   li f e ti m e   th ro u g h   m o b il e   sin k   in   W S N,”   2 0 1 6   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Rec e n T re n d in   El e c tro n ics ,   In fo rm a t io n   &   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y   ( RT EICT ) ,   Ba n g a lo re ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 2 8 7 - 1 2 9 1 .   [1 6 ]   T .   Ka n u n g o ,   D.   M .   M o u n t,   N.   S .   Ne tan y a h u ,   C.   D.   P iatk o ,   R.   S il v e rm a n ,   A .   Y.  W u ,   A n   e fficie n k - m e a n s   c lu ste rin g   a lg o rit h m A n a l y sis  a n d   im p le m e n tatio n ,   IE EE   T ra n sa c ti o n s   o n   P a tt e rn   A n a lys is   a n d   M a c h i n e   In telli g e n c e ,   v o l.   2 4 ,   n o .   7 ,   p p .   8 8 1 - 8 9 2 ,   2 0 0 2 .   [1 7 ]   Ra z z a q   M a d i h a ,   Nin g o m b a m   De v a ra n De v i,   S h in   S e o k jo o ,   E n e rg y   e ff i c ien K - m e a n c lu ste rin g - b a se d   ro u ti n g   p ro t o c o f o W S u sin g   o p ti m a p a c k e siz e ,   2 0 1 8   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   In f o rm a ti o n   Ne tw o rk in g   ( ICOIN) Ch ian g   M a i,   2 0 1 8 ,   p p .   6 3 2 - 6 3 5 .   [1 8 ]   S h a rm a ,   De e p a k   Ku m a r,   e a l. ,   k ROp k - M e a n c lu ste rin g   b a se d   r o u ti n g   p ro t o c o l   f o o p p o rtu n i stic  n e tw o rk s,”   J o u rn a o Amb ie n I n telli g e n c e   a n d   H u ma n ize d   C o m p u ti n g ,   v o l.   1 0 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 8 9 - 1 3 0 6 ,   2 0 1 9 .   [1 9 ]   R ay   A n in d it a ,   a n d   D.   E.   De b a s h is,   En e rg y   e ff icie n c lu ste rin g   p ro t o c o l   b a se d   o n   K - m e a n (EE CP K - m e a n s) - m id p o in t   a lg o rit h m   f o e n h a n c e d   n e tw o rk   li f e ti m e   in   w irele ss   s e n so n e tw o rk ,   IET   W ire les S e n so S y ste ms   v o l.   6 ,   n o .   6 ,   p p .   1 8 1 - 1 9 1 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   D.   R.   Re n u g a ,   a n d   S e th u k a ra si   T. ,   En e rg y   E ff icie n En h a n c e d   K - M e a n Clu ste r - b a se d   Ro u ti n g   P r o to c o f o W S N,”   En e rg y v o l.   6 ,   n o .   11 ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   S.   Ba sm a ,   En e rg y   o p ti m iza ti o n   in   w irele ss   se n so n e tw o rk u si n g   a   h y b rid   k - m e a n p so   c l u ste r in g   a lg o rit h m ,   T u rk ish   J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g   &   Co mp u ter   S c ien c e s v o l.   2 4 ,   n o .   4 ,   p p .   2 6 7 9 - 2 6 9 5 ,   2 0 1 6 .   [2 2 ]   M a h b o u b   A z iz,  e a l. ,   En e rg y - e ff icie n h y b rid   k - m e a n a lg o rit h m   f o c lu ste re d   w irel e ss   se n so n e tw o rk s,”   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v o l.   7 ,   n o .   4 ,   p p .   2 0 5 4 - 2 0 6 0 ,   2 0 1 7 .   [2 3 ]   Ra z a q u e   A b d u l,   e a l. ,   P - L EA C H:  En e rg y   e ff ici e n ro u ti n g   p ro t o c o f o W irele ss   S e n so Ne tw o rk s,”   2 0 1 6   IE EE   L o n g   Isl a n d   S y ste ms ,   Ap p li c a ti o n s a n d   T e c h n o l o g y   C o n fer e n c e   ( L IS AT ) ,   F a rm in g d a le,  NY ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 5.   [2 4 ]   S .   S u n i Ku m a r,   K.  P ra b h a t,   S .   Jy o ti   P ra k a sh ,   A   su rv e y   o n   su c c e ss o rs  o f   L EA C p ro t o c o l,   I EE E   Acc e ss v o l.   5 ,   pp.   4 2 9 8 - 4 3 2 8 ,   2 0 1 7 .   [2 5 ]   M.   J.  Ha n d y ,   M .   Ha a se ,   a n d   D.  T i m m e r m a n n ,   L o w   e n e rg y   a d a p ti v e   c lu ste rin g   h iera rc h y   w it h   d e ter m in isti c   c lu ste r - h e a d   se lec ti o n , ”  4 th   I n ter n a ti o n a W o rk sh o p   o n   M o b i le   a n d   W ire les Co mm u n ica ti o n Ne tw o rk ,   S to c k h o lm ,   S w e d e n ,   2 0 0 2 ,   p p .   3 6 8 - 3 7 2 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       J o n g - Yo n g   Le e   He   re c e iv e d   th e   B. S .   d e g re e   in   Nu c lea En g i n e e rin g   f ro m   Ha n Ya n g   Un iv e r sit y ,   K o re a ,   in   1 9 8 3 ,   t h e   M . S .   a n d   P h . D   d e g re e   in   El e c tri c a E n g in e e rin g   f ro m   K w a n g W o o n   Un iv e rsit y ,   S e o u l ,   S o u th   Ko re a ,   i n   1 9 8 6   a n d   1 9 9 2 .   His  c u rre n re se a rc h   i n tere sts  in c l u d e   n o n li n e a sy ste m   a n a l y sis  a n d   c o n tro l ,   f e e d b a c k   li n e a riza ti o n ,   c o m p u ter  a i d e d   c o n tro l,   c o m p u ter   n e tw o rk ,   ima g e   f u sio n   a n d   W S N,  S e n so Ne tw o r k.         Da e s u n g   Le e   He   is  a   p ro f e ss o in   th e   De p a rtm e n o f   Co m p u ter   En g in e e rin g ,   Ca th o li c   Un iv e rsity   o f   P u sa n ,   Ko re a .   He   re c e iv e d   th e   B. S . ,   M . S .   a n d   P h . D.  d e g re e f ro m   th e   In h a   Un iv e rsit y ,   Ko re a ,   in   1 9 9 9 ,   2 0 0 1   a n d   2 0 0 8 ,   re sp e c ti v e l y ,   a ll   in   El e c tri c a E n g i n e e rin g   Co m p u ter   S c ien c e   &   En g in e e rin g   f ro m   In h a   Un iv e r sity .   His  re se a r c h   in tere sts  i n c lu d e   se c u rit y   in   n e tw o rk ,   c o n v e rg e n c e   a n d   o p e ra ti n g   sy ste m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.