WSN的一種基于能量估算的集中式分簇路由協(xié)議
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(1)簇首分布位置
圖1顯示了3種分簇路由協(xié)議不同時刻的簇首分布位置。LEACH在100 s時簇首數(shù)目為5，在200 s時簇首數(shù)目為3，由于節(jié)點(diǎn)隨機(jī)當(dāng)選簇首造成其個數(shù)和分布不太理想；LEACH—C和EACH—C在100 s時簇首數(shù)目為4，到200 s時簇首數(shù)目仍然為4，避免了分簇?cái)?shù)過大或過小造成的能量消耗，而且從圖1中可以看出，LEACH—EE的簇首分布位置與LEACH—C很接近，在網(wǎng)絡(luò)中一直都很均勻，說明LEACH—EE成簇效果與LEACH—C相當(dāng)。
(2)能量估算誤差
圖2顯示了LEACH—EE協(xié)議不同時刻能量校正時，計(jì)算出的所有節(jié)點(diǎn)的能量估算值和節(jié)點(diǎn)匯報(bào)的能量值之間的總誤差。從圖2中可以看出，總的來說，估算的能量誤差并不算大。
(3)網(wǎng)絡(luò)總能量消耗
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)總能耗情況如圖3所示，圖中的橫坐標(biāo)是仿真時間，縱坐標(biāo)是50個節(jié)點(diǎn)的總的能量消耗?？梢郧宄乜吹?，大部分時間段里，總的能量消耗：LEACH—EELEACH—CLEACH。
(4)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存活數(shù)
圖4為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存活數(shù)隨時間的變化情況，可以看到，LEACH—EE的節(jié)點(diǎn)存活率要好于LEACH—C和LEACH協(xié)議。這50個傳感器節(jié)點(diǎn)，如果使用LEACH協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，則時間持續(xù)403 s后網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)全部死亡；使用LEACH—C協(xié)議，則時間持續(xù)448 s后所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)全部死亡；而如果采用LEACH—EE協(xié)議，則時間持續(xù)到502 s后網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)才全部死亡。
結(jié)語
路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要研究內(nèi)容，它的性能直接影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。本文從節(jié)省能量、延長網(wǎng)絡(luò)生命周期的角度，對LEACH—C協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于能量估算的集中式分簇路由協(xié)議LEACH—EE。通過能量消耗模型，基站根據(jù)接收到的各個簇的數(shù)據(jù)量來估算每個簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的能量消耗情況，并根據(jù)估算結(jié)果重新確定下一輪的簇首和簇結(jié)構(gòu)。只有在一定條件下，或者間隔相當(dāng)長的時間，才需要傳感器節(jié)點(diǎn)向基站匯報(bào)自己的能量等信息。仿真結(jié)果表明，與LEACH、EACH—C協(xié)議相比，LEACH—EE協(xié)議能更好地降低網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的生存周期。
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