一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法研究

　　圖2是存活的節(jié)點數(shù)與輪數(shù)關(guān)系圖?？梢钥闯觯琇EACH在整個生命周期曲線比較陡峭，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的存活數(shù)量隨時間的推移變化急劇，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量不均衡。EBAC曲線在1 000輪前比LEACH平滑，由于在選舉簇頭節(jié)點時考慮了剩余能量，故性能明顯優(yōu)于LEACH，但是EBAC中簇頭直接與基站通信，增加了簇頭節(jié)點遠(yuǎn)程通信能量損耗，當(dāng)運行到某一時刻(大約在1 094輪后)，大量節(jié)點在輪數(shù)相差不多的情況下失效。CAED綜合考慮了剩余能量和距離，并且在第二層簇中使用多跳方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。CAED的曲線比EBAC平滑，進(jìn)一步延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

　　表1統(tǒng)計出網(wǎng)絡(luò)運行這3個算法時，發(fā)生首個節(jié)點失效時的輪數(shù)，網(wǎng)絡(luò)有30％的節(jié)點失效時的輪數(shù)和網(wǎng)絡(luò)運行800輪時節(jié)點的失效個數(shù)。表中數(shù)值都是經(jīng)過多次運行相應(yīng)算法得出的平均值，這里用首節(jié)點死亡輪數(shù)來衡量網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定周期，用30％節(jié)點失效來衡量網(wǎng)絡(luò)生命周期。

　　由表1可見，相對于LEACH來說，CAED網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定周期延長了570％以上，同時將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長了458％以上。相對于EBAC來說，CAED網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定周期延長了67％以上，網(wǎng)絡(luò)生命周期延長了20％以上。3種算法在800輪時，節(jié)點的失效個數(shù)分別占節(jié)點總數(shù)的81.7％，11.7％和3.7％，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點能耗進(jìn)一步均衡，避免了“盲節(jié)點”過早的發(fā)生。

　　圖3顯示了網(wǎng)絡(luò)在運行3種算法時，網(wǎng)絡(luò)總的剩余能量情況，仿真實驗中每隔50輪做1次采樣記錄。從圖3可以看出，對網(wǎng)絡(luò)總的剩余能量而言，CAED明顯高于LEACH和EBAC，說明CAED能很好地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量，延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

　　4 結(jié) 語

　　提出一種基于能量和距離的分簇多跳算法。第一層簇頭選擇時考慮了節(jié)點的剩余能量，第二層簇頭充分考慮了節(jié)點能量和到基站的距離，并且改進(jìn)了簇內(nèi)節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式。仿真結(jié)果表明，與LEACH算法相比，該算法均衡了網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，明顯延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。