基于能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的改進(jìn)

　　3 算法仿真與性能分析

　　本文在MATLAB 環(huán)境中對改進(jìn)的算法進(jìn)行了仿真，通過對結(jié)果的分析，來*價(jià)該算法的性能。

圖 2 改進(jìn)算法的節(jié)點(diǎn)分簇狀態(tài)

圖3 改進(jìn)前后兩種算法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)壽命比較

　　設(shè)置環(huán)境為：傳感器節(jié)點(diǎn)總數(shù)為100，初始能量為0.5J，分布在100 m×l00 m 的正方形區(qū)域中,基站坐標(biāo)位于（x,y）=（50，50）位置。處理數(shù)據(jù)的單位能耗，發(fā)送數(shù)據(jù)的單位能耗，數(shù)據(jù)融合時(shí)的能耗為5nJ/Bit/message。

　　圖2 為改進(jìn)后算法的節(jié)點(diǎn)分簇狀態(tài)。圖中每一個(gè)分塊區(qū)域表示某一輪的一個(gè)簇，每個(gè)簇中都有一個(gè)小星號表示簇頭，其他的小圓圈表示成員節(jié)點(diǎn)?？梢钥闯鰣D中簇頭分布均勻，且每個(gè)簇頭所管轄的成員節(jié)點(diǎn)數(shù)目及分布狀態(tài)也是均勻穩(wěn)定的。

　　在相同環(huán)境下，將節(jié)點(diǎn)總數(shù)改為200，基站坐標(biāo)位于（x,y）=（50，175）位置，數(shù)據(jù)包長度為500。圖3 為改進(jìn)前后兩種算法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)壽命比較。橫坐標(biāo)表示網(wǎng)絡(luò)工作的輪數(shù)，縱坐標(biāo)表示存活節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。從圖中可以看出，改進(jìn)后的算法節(jié)點(diǎn)死亡率與原算法相比，有一定的延遲。這說明本算法通過對簇頭選擇機(jī)制的優(yōu)化及簇頭數(shù)目的控制，減少了節(jié)點(diǎn)因能量消耗過大而過早死亡的現(xiàn)象，大大延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

　　4 結(jié)語

　　本文針對LEACH 協(xié)議存在的幾點(diǎn)問題，提出了自己的優(yōu)化方案。新算法將當(dāng)前剩余能量和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)平均能量作為參數(shù)引入到簇頭選舉機(jī)制中去，并融入了簇頭最優(yōu)個(gè)數(shù)解決方案。在仿真實(shí)驗(yàn)中，將改進(jìn)前后的算法進(jìn)行對比分析，結(jié)果證明本優(yōu)化方案能使節(jié)點(diǎn)分布更加合理，較好地均衡網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗，在一定程度上延長了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。