<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Modeling of systems and processes</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Modeling of systems and processes</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Моделирование систем и процессов</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2219-0767</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">51399</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/2219-0767-2022-15-2-93-99</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject></subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Development of an algorithm to improve the efficiency of the C-LEACH routing protocol</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Разработка алгоритма повышения эффективности протокола маршрутизации С-LEACH</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Тун</surname>
       <given-names>Юйлинь </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Tun</surname>
       <given-names>Yuylin' </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Новикова</surname>
       <given-names>Татьяна Петровна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Novikova</surname>
       <given-names>Tatyana Petrovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>novikova_tp.vglta@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Евдокимова</surname>
       <given-names>Светлана Анатольевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Evdokimova</surname>
       <given-names>Svetlana Anatol'evna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-06-27T20:30:12+03:00">
    <day>27</day>
    <month>06</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-06-27T20:30:12+03:00">
    <day>27</day>
    <month>06</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>15</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>93</fpage>
   <lpage>99</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-06-23T00:00:00+03:00">
     <day>23</day>
     <month>06</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/51399/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/51399/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В процессе исследования протоколов беспроводной сенсорной сети и механизмов связи важными показателями стали продление срока службы сети и минимизация энергопотребления узла. Чтобы снизить потребление энергии, вызванное связью в беспроводной сенсорной сети, улучшить масштабируемость сети и продлить жизненный цикл сети, важно разумно объединять узлы сети с помощью определенного алгоритма кластеризации. В работе предложен улучшенный протокол маршрутизации беспроводных датчиков с низким энергопотреблением LEACH, основанный на объединении данных (C-LEACH). Для решения проблемы избыточности данных на узлах-членах кластера использован алгоритм фильтра Калмана. Принцип работы фильтра Калмана пояснен на примере шумового сигнала датчика. Приведенная модель изменения данных может выполняться непрерывно для достижения оптимального эффекта оценки и фильтрации. Таким образом, объем данных, отправляемых узлом, уменьшается. Экспериментальные результаты показали, что предложенный протокол LEACH на основе слияния данных (C-LEACH) эффективно уменьшает избыточность данных, снижает энергопотребление сенсорных узлов и продлевает жизненный цикл беспроводных сенсорных сетей по сравнению с традиционным алгоритмом LEACH, значительно улучшается целостность сети.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>In the process of studying wireless sensor network protocols and communication mechanisms, the extension of network service life and minimization of node power consumption have become important indicators. In order to reduce the energy consumption caused by communication in a wireless sensor network, improve network scalability and extend the network lifecycle, it is important to intelligently connect network nodes using a certain clustering algorithm. The paper proposes an improved routing protocol for wireless sensors with low power consumption LEACH, based on data aggregation (C-LEACH). The Kalman filter algorithm was used to solve the problem of data accuracy on cluster member nodes. The principle of operation of the Kalman filter is explained by the example of the noise signal of the sensor. The above data modification model can be performed continuously to achieve the optimal evaluation and filtering effect. Thus, the volume of data sent by the node is reduced. Experimental results have shown that the proposed LEACH protocol based on data fusion (C-LEACH) effectively reduces data redundancy, reduces the power consumption of sensor nodes and prolongs the life cycle of wireless sensor networks compared to the traditional LEACH algorithm, significantly improves network integrity.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Беспроводная сенсорная сеть</kwd>
    <kwd>протокол маршрутизации LEACH</kwd>
    <kwd>фильтр Калмана</kwd>
    <kwd>датчик</kwd>
    <kwd>кластеризация.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Wireless sensor network</kwd>
    <kwd>LEACH routing protocol</kwd>
    <kwd>Kalman filter</kwd>
    <kwd>sensor</kwd>
    <kwd>clustering</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">GOWDA, S.B.B. DUCA: An approach to elongate the lifetime of wireless sensor nodes / S.B.B. Gowda， G.N． Subramanya // Engineering vibration，communication and information processing. - 2019. - Р. 329-337. - DOI: 10.1007/978-981-13-1642-5_30.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOWDA, S.B.B. DUCA: An approach to elongate the lifetime of wireless sensor nodes / S.B.B. Gowda， G.N． Subramanya // Engineering vibration，communication and information processing. - 2019. - R. 329-337. - DOI: 10.1007/978-981-13-1642-5_30.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">P-LEACH: energy efficient routing protocol for wireless sensor networks / A. Razaque， M. Abdulgader， C. Joshi [et al.] // 2016 IEEE Long Island Systems，Applications and Technology Conference (LISAT). - 2016. - Р. 1. - DOI: 10.1109/LISAT.2016.7494137.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">P-LEACH: energy efficient routing protocol for wireless sensor networks / A. Razaque， M. Abdulgader， C. Joshi [et al.] // 2016 IEEE Long Island Systems，Applications and Technology Conference (LISAT). - 2016. - R. 1. - DOI: 10.1109/LISAT.2016.7494137.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Al-Baz, A. A new algorithm for cluster head selection in leach protocol for wireless sensor networks / A.Al-Baz, A. El-Sayed // International journal of communication systems. - 2018. - Vol. 31(1). - P. e3407. - DOI: 10.1002/dac.3407.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Al-Baz, A. A new algorithm for cluster head selection in leach protocol for wireless sensor networks / A.Al-Baz, A. El-Sayed // International journal of communication systems. - 2018. - Vol. 31(1). - P. e3407. - DOI: 10.1002/dac.3407.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Residual energy based cluster-head selection in WSNs for IoT application / T.M. Behera, S.K. Mohapatra, U.C. Samal [et al.] // IEEE Internet of things journal. - 2019. - Vol. 6 (3). - P. 5132.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Residual energy based cluster-head selection in WSNs for IoT application / T.M. Behera, S.K. Mohapatra, U.C. Samal [et al.] // IEEE Internet of things journal. - 2019. - Vol. 6 (3). - P. 5132.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Bendjeddou, A. LEACH-S: low energy adaptive clustering hierarchy for sensor network / A. Bendjeddou, H. Laoufi, S. Boudjit // 2018 International Symposium on Networks, Computers and Communications (ISNCC)．- IEEE, 2018. - P. 1. - DOI: 10.1109/ISNCC.2018.8531049.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bendjeddou, A. LEACH-S: low energy adaptive clustering hierarchy for sensor network / A. Bendjeddou, H. Laoufi, S. Boudjit // 2018 International Symposium on Networks, Computers and Communications (ISNCC)．- IEEE, 2018. - P. 1. - DOI: 10.1109/ISNCC.2018.8531049.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Novikova, T.P. Production of complex knowledge-based systems: optimal distribution of labor resources management in the globalization context / T.P. Novikova, A.I. Novikov // Globalization and Its Socio-Economic Consequences. - Rajecke Teplice, Slovakia: University of Zilina, 2018. - C. 2275-2281.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Novikova, T.P. Production of complex knowledge-based systems: optimal distribution of labor resources management in the globalization context / T.P. Novikova, A.I. Novikov // Globalization and Its Socio-Economic Consequences. - Rajecke Teplice, Slovakia: University of Zilina, 2018. - C. 2275-2281.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Методы идентификации нечетких и стохастических систем : монография // С.В. Соколов, С.М. Ковалев, П.А. Кучеренко, Ю.А. Смирнов. - Москва, 2018. - 235 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Metody identifikacii nechetkih i stohasticheskih sistem : monografiya // S.V. Sokolov, S.M. Kovalev, P.A. Kucherenko, Yu.A. Smirnov. - Moskva, 2018. - 235 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Новикова, Т.П. К вопросу выбора методов принятия управленческих решений в социально-экономических системах / Т.П. Новикова // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. - 2015. - Т. 2, № 1 (2). - С. 286-289. - DOI: 10.12737/14053.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Novikova, T.P. K voprosu vybora metodov prinyatiya upravlencheskih resheniy v social'no-ekonomicheskih sistemah / T.P. Novikova // Al'ternativnye istochniki energii v transportno-tehnologicheskom komplekse: problemy i perspektivy racional'nogo ispol'zovaniya. - 2015. - T. 2, № 1 (2). - S. 286-289. - DOI: 10.12737/14053.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Манин, А.А. Алгоритм адаптации дискретного фильтра Калмана к неопределенности параметров наблюдаемого объекта / А.А. Манин, С.В. Соколов, М.В. Полякова // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - 2020. - № 1. - С. 13-18.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Manin, A.A. Algoritm adaptacii diskretnogo fil'tra Kalmana k neopredelennosti parametrov nablyudaemogo ob'ekta / A.A. Manin, S.V. Sokolov, M.V. Polyakova // Trudy Severo-Kavkazskogo filiala Moskovskogo tehnicheskogo universiteta svyazi i informatiki. - 2020. - № 1. - S. 13-18.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Манин, А.А. Фильтр Калмана, адаптивный к возмущениям параметров наблюдателя / А.А. Манин, С.В. Соколов, М.В. Полякова // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - 2020. - № 1. - С. 5-12.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Manin, A.A. Fil'tr Kalmana, adaptivnyy k vozmuscheniyam parametrov nablyudatelya / A.A. Manin, S.V. Sokolov, M.V. Polyakova // Trudy Severo-Kavkazskogo filiala Moskovskogo tehnicheskogo universiteta svyazi i informatiki. - 2020. - № 1. - S. 5-12.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Guda, A. Application of acyclic precise measurements to the solution of the problem of adaptive nonlinear Kalman's filtration / A. Guda, M. Polyakova, S. Sokolov // International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2018. - 2018. - Р. 8501615. - DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501615.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Guda, A. Application of acyclic precise measurements to the solution of the problem of adaptive nonlinear Kalman's filtration / A. Guda, M. Polyakova, S. Sokolov // International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2018. - 2018. - R. 8501615. - DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501615.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Соколов, С.В. Адаптивный нелинейный фильтр Калмана на основе нерегулярных точных измерений / С.В. Соколов, М.В. Полякова // Авиакосмическое приборостроение. - 2018. - № 11. - С. 10-17.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sokolov, S.V. Adaptivnyy nelineynyy fil'tr Kalmana na osnove neregulyarnyh tochnyh izmereniy / S.V. Sokolov, M.V. Polyakova // Aviakosmicheskoe priborostroenie. - 2018. - № 11. - S. 10-17.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Evdokimova, S.A. Segmentation of store customers to increase sales using ABC-XYZ-analysis and clustering methods / S.A. Evdokimova // Journal of Physics: Conference Series. Сер. &quot;International Conference on IT in Business and Industry, ITBI 2021&quot;. - 2021. - P. 012117. - DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012117.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evdokimova, S.A. Segmentation of store customers to increase sales using ABC-XYZ-analysis and clustering methods / S.A. Evdokimova // Journal of Physics: Conference Series. Ser. &quot;International Conference on IT in Business and Industry, ITBI 2021&quot;. - 2021. - P. 012117. - DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012117.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Евдокимова, С.А. Применение алгоритмов кластеризации для анализа клиентской базы магазина / С.А. Евдокимова, А.В. Журавлев, Т.П. Новикова // Моделирование систем и процессов. - 2021. - Т. 14, № 2. - С. 4-12. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-2-4-12.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evdokimova, S.A. Primenenie algoritmov klasterizacii dlya analiza klientskoy bazy magazina / S.A. Evdokimova, A.V. Zhuravlev, T.P. Novikova // Modelirovanie sistem i processov. - 2021. - T. 14, № 2. - S. 4-12. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-2-4-12.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Tong, Y. Research and improvement of energy balance in wireless sensor network based on LEACH / Y. Tong // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. -Vol. 1738. - P. 012077. - DOI: 10.1088/1742-6596/1738/1/012077.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tong, Y. Research and improvement of energy balance in wireless sensor network based on LEACH / Y. Tong // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. -Vol. 1738. - P. 012077. - DOI: 10.1088/1742-6596/1738/1/012077.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
