基于能量均衡的無線傳感器網絡算法的改進

　　3 算法仿真與性能分析

　　本文在MATLAB 環境中對改進的算法進行了仿真，通過對結果的分析，來*價該算法的性能。

圖 2 改進算法的節點分簇狀態

圖3 改進前后兩種算法的網絡節點壽命比較

　　設置環境為：傳感器節點總數為100，初始能量為0.5J，分布在100 m×l00 m 的正方形區域中,基站坐標位于（x,y）=（50，50）位置。處理數據的單位能耗，發送數據的單位能耗，數據融合時的能耗為5nJ/Bit/message。

　　圖2 為改進后算法的節點分簇狀態。圖中每一個分塊區域表示某一輪的一個簇，每個簇中都有一個小星號表示簇頭，其他的小圓圈表示成員節點。可以看出圖中簇頭分布均勻，且每個簇頭所管轄的成員節點數目及分布狀態也是均勻穩定的。

　　在相同環境下，將節點總數改為200，基站坐標位于（x,y）=（50，175）位置，數據包長度為500。圖3 為改進前后兩種算法的網絡節點壽命比較。橫坐標表示網絡工作的輪數，縱坐標表示存活節點的數目。從圖中可以看出，改進后的算法節點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制的優化及簇頭數目的控制，減少了節點因能量消耗過大而過早死亡的現象，大大延長了網絡的生命周期。

　　4 結語

　　本文針對LEACH 協議存在的幾點問題，提出了自己的優化方案。新算法將當前剩余能量和當前網絡平均能量作為參數引入到簇頭選舉機制中去，并融入了簇頭最優個數解決方案。在仿真實驗中，將改進前后的算法進行對比分析，結果證明本優化方案能使節點分布更加合理，較好地均衡網絡中的能量消耗，在一定程度上延長了整個網絡的生命周期。