一種基于LEACH的改進(jìn)型無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由算法

3 仿真分析
3．1 DE―LEACH與LEACH性能比較
利用Matlab工具對LEACH算法和DE―LEACH算法進(jìn)行仿真比較，主要比較：
(1)存活節點(diǎn)數隨輪次變化曲線(xiàn)；
(2)數據采集總比特數(二次融合前)隨輪次變化曲線(xiàn)。
仿真中，假設無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )由100個(gè)相同的無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)組成，隨機拋撒在100 m×100 m的區域內，遠程基站位于坐標點(diǎn)(x=0，y=一100)。每個(gè)節點(diǎn)初始能量為O．5 J，發(fā)送和接收電路損耗為Elec=50 nJ／b，數據融合消耗為Eda=5 nJ／b。放大系數為Efs=10 pJ／b／m2(dd0)，Emp=O．001 3 pJ／b／m4(d>d0)，其中數據包長(cháng)度為2 000 b，廣播包長(cháng)度
為200 b，總帶寬為1 MHz。為簡(jiǎn)化仿真復雜度，監測區域內通信按自由空間模型取Efs=10 pJ／b／m2，而簇頭節點(diǎn)與基站通信由于距離較遠(>100 m)，按多徑傳播模型取Emp=O.001 3 pJ／b／m4。
根據第二層簇頭對收到的第一層簇頭數據進(jìn)行二次融合的融合率不同，這里分完全不融合、50％融合、完全融合分別進(jìn)行了仿真比較。
完全不融合，即將第一層簇頭發(fā)送來(lái)的數據包不加處理地組成一個(gè)長(cháng)數據包發(fā)送到基站，這時(shí)第二層簇頭相當于只是完成了數據接收和轉發(fā)的功能。仿真發(fā)現，即使在完全不融合的情況下，DE―LEACH的首節點(diǎn)死亡時(shí)間也要比LEACH晚30％，50％節點(diǎn)死亡時(shí)間晚15％(如圖1)。數據采集總比特數DE―LEACH比LEACH高出12％(如圖2)。雖然末節點(diǎn)死亡時(shí)間早于LEACH，但網(wǎng)絡(luò )中存活期非常集中，網(wǎng)絡(luò )出現大面積監控盲區的時(shí)間短，若要保證數據采集的持續性和完整性，對監控區域重新部署節點(diǎn)將比LEACH算法更經(jīng)濟有效。

50％融合，即將第一層簇頭發(fā)送來(lái)的數據包壓縮一半之后發(fā)送到基站。各個(gè)第一層簇頭發(fā)送的數據包中仍然含有第一層簇頭數據包的包頭等基站不需要的冗余信息，可以進(jìn)行進(jìn)一步融合。仿真發(fā)現，進(jìn)行50％融合后，DE―LEACH的首節點(diǎn)死亡時(shí)間比LEACH晚40％，50％節點(diǎn)死亡時(shí)間晚25％(如圖3)。數據采集總比特數DE―LEACH比LEACH高出22％(如圖4)。