一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )分簇路由算法研究

　　圖2是存活的節點(diǎn)數與輪數關(guān)系圖?？梢钥闯?，LEACH在整個(gè)生命周期曲線(xiàn)比較陡峭，網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)的存活數量隨時(shí)間的推移變化急劇，網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)的能量不均衡。EBAC曲線(xiàn)在1 000輪前比LEACH平滑，由于在選舉簇頭節點(diǎn)時(shí)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，增加了簇頭節點(diǎn)遠程通信能量損耗，當運行到某一時(shí)刻(大約在1 094輪后)，大量節點(diǎn)在輪數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發(fā)數據。CAED的曲線(xiàn)比EBAC平滑，進(jìn)一步延長(cháng)了網(wǎng)絡(luò )的生命周期。

　　表1統計出網(wǎng)絡(luò )運行這3個(gè)算法時(shí)，發(fā)生首個(gè)節點(diǎn)失效時(shí)的輪數，網(wǎng)絡(luò )有30％的節點(diǎn)失效時(shí)的輪數和網(wǎng)絡(luò )運行800輪時(shí)節點(diǎn)的失效個(gè)數。表中數值都是經(jīng)過(guò)多次運行相應算法得出的平均值，這里用首節點(diǎn)死亡輪數來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò )穩定周期，用30％節點(diǎn)失效來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò )生命周期。

　　由表1可見(jiàn)，相對于LEACH來(lái)說(shuō)，CAED網(wǎng)絡(luò )的穩定周期延長(cháng)了570％以上，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò )生命周期延長(cháng)了458％以上。相對于EBAC來(lái)說(shuō)，CAED網(wǎng)絡(luò )的穩定周期延長(cháng)了67％以上，網(wǎng)絡(luò )生命周期延長(cháng)了20％以上。3種算法在800輪時(shí)，節點(diǎn)的失效個(gè)數分別占節點(diǎn)總數的81.7％，11.7％和3.7％，網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)能耗進(jìn)一步均衡，避免了“盲節點(diǎn)”過(guò)早的發(fā)生。

　　圖3顯示了網(wǎng)絡(luò )在運行3種算法時(shí)，網(wǎng)絡(luò )總的剩余能量情況，仿真實(shí)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(shuō)明CAED能很好地節省網(wǎng)絡(luò )能量，延長(cháng)網(wǎng)絡(luò )的生命周期。

　　4 結 語(yǔ)

　　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(shí)考慮了節點(diǎn)的剩余能量，第二層簇頭充分考慮了節點(diǎn)能量和到基站的距離，并且改進(jìn)了簇內節點(diǎn)的數據轉發(fā)方式。仿真結果表明，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(cháng)了網(wǎng)絡(luò )的生命周期。