一種無線傳感器網絡分簇路由算法研究

　　圖2是存活的節(jié)點數與輪數關系圖?？梢钥闯?，LEACH在整個生命周期曲線比較陡峭，網絡中節(jié)點的存活數量隨時間的推移變化急劇，網絡中節(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)點遠程通信能量損耗，當運行到某一時刻(大約在1 094輪后)，大量節(jié)點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的曲線比EBAC平滑，進一步延長了網絡的生命周期。

　　表1統(tǒng)計出網絡運行這3個算法時，發(fā)生首個節(jié)點失效時的輪數，網絡有30％的節(jié)點失效時的輪數和網絡運行800輪時節(jié)點的失效個數。表中數值都是經過多次運行相應算法得出的平均值，這里用首節(jié)點死亡輪數來衡量網絡穩(wěn)定周期，用30％節(jié)點失效來衡量網絡生命周期。

　　由表1可見，相對于LEACH來說，CAED網絡的穩(wěn)定周期延長了570％以上，同時將網絡生命周期延長了458％以上。相對于EBAC來說，CAED網絡的穩(wěn)定周期延長了67％以上，網絡生命周期延長了20％以上。3種算法在800輪時，節(jié)點的失效個數分別占節(jié)點總數的81.7％，11.7％和3.7％，網絡的節(jié)點能耗進一步均衡，避免了“盲節(jié)點”過早的發(fā)生。

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

　　4 結 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，并且改進了簇內節(jié)點的數據轉發(fā)方式。仿真結果表明，與LEACH算法相比，該算法均衡了網絡的能量消耗，明顯延長了網絡的生命周期。