Wireless Routing Using Automata Theory and Formal Language

في شبكات المستشعرات اللاسلكية (WSNs)، لا يزال التوجيه يُعدّ من أبرز التحديات التي تؤثر على عمر الشبكة، واستهلاك الطاقة، وكفاءة نقل البيانات. وعلى الرغم من أن معظم الدراسات الحالية تركز على تحسين تغطية الشبكة أو تحسين مسارات التوجيه التكيفية، إلا أن النمذجة الصريحة لآليات تعيين رؤوس العناقيد (CH) وبوابات الربط (Gateway) لتحقيق توازن فعّال بين الكفاءة والقدرة على التكيف لم تحظَ بالاهتمام الكافي. تسدّ هذه الدراسة هذه الفجوة من خلال تقديم معمارية توجيه جديدة تعتمد على نظرية الآلات المحدودة (Finite Automata) بهدف إدارة تعيينات رؤوس العناقيد والبوابات بشكل ديناميكي داخل شبكات WSN المعنقدة. يستخدم النظام المقترح كلًا من الآلات المحدودة الحتمية وغير الحتمية (DFA وNFA)، مما يتيح استجابات تكيفية وواعية للطاقة وفقًا للتغيرات في توفر الموارد وبنية الشبكة. كما تُظهر عمليات المحاكاة الشاملة والتحليلات المقارنة مع نماذج قائمة—مثل الخلايا الذكية (Cellular Automata – CA) وآلات التعلم (Learning Automata – LA)—تفوقًا واضحًا من حيث قابلية التوسع، وانخفاض التعقيد، وزيادة عمر الشبكة. ومن خلال دمج الأسس النظرية لنماذج الآلات مع متطلبات التوجيه العملية، توفر هذه الدراسة أساسًا قويًا لإدارة شبكات WSN واسعة النطاق مستقبلًا.