WSN的一種基于能量估算的集中式分簇路由協(xié)議
(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)點隨機當(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,避免了分簇數(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,計算出的所有節(jié)點的能量估算值和節(jié)點匯報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)點存活數(shù)
圖4為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點存活數(shù)隨時間的變化情況,可以看到,LEACH—EE的節(jié)點存活率要好于LEACH—C和LEACH協(xié)議。這50個傳感器節(jié)點,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)議進行了改進,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)點向基站匯報自己的能量等信息。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。
評論