Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2508.12707v1

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 网络与互联网架构

arXiv:2508.12707v1 (cs)
[提交于 2025年8月18日 ]

标题: 基于博弈论和强化学习的节能无线传感器网络簇头选择

标题: Game-Theoretic and Reinforcement Learning-Based Cluster Head Selection for Energy-Efficient Wireless Sensor Network

Authors:Mehrshad Eskandarpour, Saba Pirahmadian, Parham Soltani, Hossein Soleimani
摘要: 无线传感器网络(WSNs)中的能量对于网络寿命和数据传输至关重要。 然而,这些传感器节点的耐用性和可靠性的主要障碍是它们的短电池寿命。 目前,节能算法如聚类和路由算法已提高了标准协议的能量效率。 本文提出了一种基于聚类的路由方法,以创建自适应、节能的机制。 我们的系统采用多步骤聚类策略来选择具有最佳能量分布的动态簇头 (CH)。 我们使用博弈论(GT)和 强化学习(RL)来优化资源利用。 将网络建模为一个多智能体RL问题,利用GT原则,可以在优化传感器寿命和能量平衡的同时实现自我聚类。 所提出的AI驱动的CH查找算法通过防止特定节点过早耗尽能量,同时确保网络中均匀的能量使用,从而提高网络效率。 我们的解决方案实现了受控的能耗,从而得到确定性的网络寿命。 这种可预测性通过减少节点更换的需求来降低维护成本。 此外,我们提出的方法通过指定电量最高的传感器作为中间节点并使用单跳路由,防止传感器节点从网络中断开。 这种方法提高了无线传感器网络(WSN)部署的能量效率和稳定性。
摘要: Energy in Wireless Sensor Networks (WSNs) is critical to network lifetime and data delivery. However, the primary impediment to the durability and dependability of these sensor nodes is their short battery life. Currently, power-saving algorithms such as clustering and routing algorithms have improved energy efficiency in standard protocols. This paper proposes a clustering-based routing approach for creating an adaptive, energy-efficient mechanism. Our system employs a multi-step clustering strategy to select dynamic cluster heads (CH) with optimal energy distribution. We use Game Theory (GT) and Reinforcement Learning (RL) to optimize resource utilization. Modeling the network as a multi-agent RL problem using GT principles allows for self-clustering while optimizing sensor lifetime and energy balance. The proposed AI-powered CH-Finding algorithm improves network efficiency by preventing premature energy depletion in specific nodes while also ensuring uniform energy usage across the network. Our solution enables controlled power consumption, resulting in a deterministic network lifetime. This predictability lowers maintenance costs by reducing the need for node replacement. Furthermore, our proposed method prevents sensor nodes from disconnecting from the network by designating the sensor with the highest charge as an intermediary and using single-hop routing. This approach improves the energy efficiency and stability of Wireless Sensor Network (WSN) deployments.
主题: 网络与互联网架构 (cs.NI) ; 多智能体系统 (cs.MA)
引用方式: arXiv:2508.12707 [cs.NI]
  (或者 arXiv:2508.12707v1 [cs.NI] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.12707
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Hossein Soleimani [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 8 月 18 日 08:05:40 UTC (2,649 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.NI
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-08
切换浏览方式为:
cs
cs.MA

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号