無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量分簇組網(wǎng)的優(yōu)化算法

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量分簇組網(wǎng)的優(yōu)化算法

傳感器技術(shù)、微電站技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和無(wú)線通信技術(shù)的快速進(jìn)步促進(jìn)了多功能低效率傳感器的快速發(fā)展，集成了信息采集、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信等功能。傳感器網(wǎng)絡(luò)由傳感器網(wǎng)絡(luò)和多段采樣區(qū)域中的大型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這是一個(gè)由無(wú)線通信形成的多段自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)具有能量有限、計(jì)算能力有限、通信能力有限等特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂茣?huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有很大影響,良好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠?yàn)槁酚商峁└咝У耐ㄐ呕A(chǔ),延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命.傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦饕芯康膯?wèn)題是:在滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋度和連通度的前提下,通過(guò)功率控制和骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選擇,去除節(jié)點(diǎn)間不必要的通信鏈路,形成一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).目前傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂瓢凑昭芯糠较蚍譃閮深?節(jié)點(diǎn)功率控制與層次型拓?fù)浣M織結(jié)構(gòu).功率控制機(jī)制調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,在滿足網(wǎng)絡(luò)連通度的前提下,均衡節(jié)點(diǎn)單跳可達(dá)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目.層次型拓?fù)淇刂评梅执貦C(jī)制,讓一些節(jié)點(diǎn)充當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn),一些節(jié)點(diǎn)充當(dāng)將簇頭連接起來(lái)的中繼節(jié)點(diǎn),從而由簇頭節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)處理并轉(zhuǎn)發(fā)的骨干網(wǎng).針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限的特點(diǎn),本文介紹了一種基于極大權(quán)的極小支配集的分簇組網(wǎng)算法,考慮到能量有效性,算法由SINK節(jié)點(diǎn)發(fā)起,泛洪網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn),優(yōu)先選取剩余能量高的節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn),最終得到以SINK節(jié)點(diǎn)為樹(shù)根的簇樹(shù).并周期性輪換簇頭,從而能夠形成一個(gè)高效的通信骨干網(wǎng),有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存期.仿真結(jié)果表明了算法的有效性.1基于極大權(quán)的轉(zhuǎn)化用一個(gè)簡(jiǎn)單的連通無(wú)向圖G(V,E)來(lái)表示無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),其中:V是傳感器節(jié)點(diǎn)集合,E是一組邊集合,每條邊e=(u,v)∈E(其中u,v∈V)表示節(jié)點(diǎn)u與節(jié)點(diǎn)v都在彼此的無(wú)線通信范圍內(nèi).定義1一個(gè)圖G的某個(gè)節(jié)點(diǎn)子集D是支配集是指G中所有在V-D中的節(jié)點(diǎn)都至少與D中一個(gè)節(jié)點(diǎn)相鄰.當(dāng)D中任意去除一個(gè)節(jié)點(diǎn)將不在是支配集時(shí),則稱D為極小支配集.定義2給定無(wú)向圖G,生成樹(shù)指包含了G所有頂點(diǎn)的極小連通子圖.所謂“極小”是指:在該連通子圖中刪除任何一條邊,子圖則不再連通.設(shè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有n個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)被賦予一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的全局標(biāo)識(shí)符,考慮加權(quán)網(wǎng)絡(luò),即為網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)v∈V賦予權(quán)值w(v),表示節(jié)點(diǎn)的剩余能量.為了延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命就要從n個(gè)節(jié)點(diǎn)中選取盡量少的剩余能量較高的節(jié)點(diǎn)充當(dāng)虛擬骨干網(wǎng)中的簇頭節(jié)點(diǎn),這個(gè)問(wèn)題可抽象為圖論中的基于極大權(quán)的極小支配集問(wèn)題.另外,為使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠通過(guò)多跳的方式到達(dá)SINK節(jié)點(diǎn),必須通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)把簇頭節(jié)點(diǎn)連接起來(lái),且盡量屏棄冗余鏈路,這個(gè)問(wèn)題可抽象為圖論中的生成樹(shù)問(wèn)題.2該算法2.1sisk節(jié)點(diǎn)為使算法得到有效執(zhí)行,特對(duì)網(wǎng)絡(luò)作如下假設(shè)前提:①網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)均靜止不動(dòng),SINK節(jié)點(diǎn)無(wú)能量限制.②網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)均有獨(dú)一無(wú)二的ID作為標(biāo)識(shí)符.③數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)由于無(wú)線信道競(jìng)爭(zhēng)及傳播產(chǎn)生的時(shí)延忽略不計(jì),即當(dāng)某節(jié)點(diǎn)廣播信息時(shí),物理上與它相鄰的節(jié)點(diǎn)幾乎同時(shí)接收到.④相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路可靠且雙向連通.2.2網(wǎng)絡(luò)分簇的識(shí)別以下對(duì)算法描述過(guò)程中用到的符號(hào)作以說(shuō)明:①M(fèi)SG_CH(ID,Count):由Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)出的啟動(dòng)分簇組網(wǎng)消息,ID為SINK節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符,Count為網(wǎng)絡(luò)分簇輪數(shù),以下均為此意.Count從1開(kāi)始每輪遞增1計(jì)數(shù).②MSG_CHead(ID,Count):簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)出的宣布自己為簇頭消息,ID為自己標(biāo)識(shí)符.③MSG_CMember(MID,E,Count):簇成員節(jié)點(diǎn)發(fā)出的宣布自己為簇成員消息,MID為自己標(biāo)識(shí)符,E為自己當(dāng)前剩余能量.④TIMEOUT:定時(shí)器,定時(shí)時(shí)間與當(dāng)前自己的能量及ID有關(guān),能量越高,ID越小,定時(shí)時(shí)間越短.2.3確定自己行為:基于規(guī)則的控制每個(gè)節(jié)點(diǎn)在算法執(zhí)行過(guò)程處于以下4種狀態(tài)之一:①未探測(cè)到狀態(tài):節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài),還未收到以上定義的三個(gè)消息中的一個(gè)的節(jié)點(diǎn)處于此狀態(tài).②簇成員狀態(tài):當(dāng)節(jié)點(diǎn)已成為簇成員時(shí)處于該狀態(tài).③簇頭定時(shí)狀態(tài):當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到MSG_CMember(MID,E,Count)消息但還未確定自己的簇頭身份時(shí)處于該狀態(tài).④簇頭確定狀態(tài):當(dāng)節(jié)點(diǎn)已確定自己為簇頭時(shí)處于該狀態(tài).算法由SINK節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)起分簇組網(wǎng)消息,為使網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有可能充當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn),從而均衡消耗節(jié)點(diǎn)能量,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命,算法針對(duì)奇數(shù)輪與偶數(shù)輪有略為不同的處理方式.具體過(guò)程如下:①首先SINK節(jié)點(diǎn)廣播MSG_CH(ID,Count)消息通知網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始分簇組網(wǎng),Count為奇數(shù)時(shí),SINK節(jié)點(diǎn)可認(rèn)為是簇頭節(jié)點(diǎn);Count為偶數(shù)時(shí),SINK節(jié)點(diǎn)可認(rèn)為是成員節(jié)點(diǎn).②處于未探測(cè)到狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)按如下規(guī)則確定自己的行為:規(guī)則(a):接收到MSG_CH(ID,Count))消息時(shí),若Count為奇數(shù),即本次組網(wǎng)為奇數(shù)輪,改變自己的狀態(tài)為簇成員狀態(tài),保存參數(shù)ID為自己的簇頭,并保存參數(shù)Count,然后廣播.MSG_CMember(MID,E,Count)消息;若Count為偶數(shù),即本次組網(wǎng)為偶數(shù)輪,則改變自己的狀態(tài)為簇頭定時(shí)狀態(tài),保存參數(shù)ID為自己的到達(dá)SINK節(jié)點(diǎn)的下一跳路徑節(jié)點(diǎn),同時(shí)記ID節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)剩余能量為無(wú)窮大,然后啟動(dòng)定時(shí)器TIMEOUT.規(guī)則(b):接收到MSG_CMember(MID,E,Count)消息時(shí),改變自己的狀態(tài)為簇頭定時(shí)狀態(tài),保存參數(shù)MID,E,Count.并暫時(shí)記MID為自己到達(dá)SINK節(jié)點(diǎn)的下一跳路徑節(jié)點(diǎn),然后啟動(dòng)定時(shí)器TIMEOUT.規(guī)則(c):接收到MSG_CHead(ID,Count)消息時(shí),改變自己的狀態(tài)為簇成員狀態(tài),保存參數(shù)ID為自己的簇頭,并保存參數(shù)Count,然后廣播MSG_CMember(MID,CID,E,Count)消息.③處于簇頭定時(shí)狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)按如下規(guī)則確定自己的行為:規(guī)則(a):定時(shí)時(shí)間未到,收到MSG_CMember(MID,E,Count)消息,首先比較參數(shù)Count與自己保存的Count,若參數(shù)Count較小,不處理該消息;若兩者相等,則比較參數(shù)E與自己當(dāng)前保存的下一跳路徑節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)能量E,若當(dāng)前參數(shù)E較大,則重新記下一跳路徑節(jié)點(diǎn)為參數(shù)MID,并重新保存參數(shù)E,否則不處理該消息;若參數(shù)Count較大,表明是新一輪組網(wǎng),則重新保存參數(shù)MID,E,Count,然后重置定時(shí)器為TIMEOUT.規(guī)則(b):定時(shí)時(shí)間未到,收到MSG_CHead(ID,Count)消息時(shí),首先比較參數(shù)Count與自己保存的Count,若參數(shù)Count較小,則不處理該消息;否則重新保存Count,清除定時(shí)器,改變自己的狀態(tài)為簇成員狀態(tài),保存參數(shù)ID為自己的簇頭,并清除以前保存的下一跳路徑節(jié)點(diǎn)MID及對(duì)應(yīng)E,然后廣播MSG_CMember(MID,CID,E,Count)消息.規(guī)則(c):定時(shí)時(shí)間到,改變自己的狀態(tài)為簇頭確定狀態(tài),在定時(shí)期間收到的MSG_CMember(MID,E,Count)消息中E最大的MID即為簇頭的下一跳路徑節(jié)點(diǎn),即中繼節(jié)點(diǎn).然后廣播MSG_CHead(ID,Count)消息.④處于簇成員狀態(tài)與簇頭確定狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)在同一輪分簇組網(wǎng)中將不再處理任何消息,即若收到的消息中的參數(shù)Count與自己當(dāng)前保存的相同或更小則不處理該消息.否則若Count較大,表明是新一輪分簇組網(wǎng),則依據(jù)未確定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)收到消息的處理規(guī)則確定自己的行為.2.4打造越界型的節(jié)點(diǎn)定理1給定一個(gè)連通的簡(jiǎn)單無(wú)向圖G(V,E),由上述算法得到的簇頭節(jié)點(diǎn)集D構(gòu)成了一個(gè)極小支配集.證明:首先證明D是支配集,然后再證明D是極小的.①在圖G任選一節(jié)點(diǎn)v,我們將證明v或者在D中,或者與D中一節(jié)點(diǎn)相鄰.若v為簇頭節(jié)點(diǎn),則它在D中;若v為簇成員節(jié)點(diǎn),由算法描述可知某節(jié)點(diǎn)成為簇成員節(jié)點(diǎn),必然是收到了某鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的簇頭廣播消息,故v一定與D中一節(jié)點(diǎn)相鄰.因而由支配集的定義可知D構(gòu)成了一支配集.②由算法描述可知任意節(jié)點(diǎn)v一旦在某一輪中成為簇成員節(jié)點(diǎn),則不再處理任何收到的消息,即v只與D中唯一的簇頭節(jié)點(diǎn)相鄰.這樣當(dāng)從D中任意去掉一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)時(shí),則屬于該簇頭節(jié)點(diǎn)的成員節(jié)點(diǎn)不再與D中任何節(jié)點(diǎn)相鄰,D不再構(gòu)成支配集.因而由極小性的定義可知D是極小的.另外在選取簇頭時(shí)采取了依據(jù)能量定時(shí)機(jī)制,能量越大,定時(shí)越短,故能量大的節(jié)點(diǎn)必然優(yōu)先成為簇頭,這就保證了簇頭能量和的極大性.定理2給定一個(gè)連通的簡(jiǎn)單無(wú)向圖G,由上述算法得到的子圖T是一個(gè)生成樹(shù).證明:算法由SINK節(jié)點(diǎn)發(fā)起,逐漸遍歷網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn),得到的子圖T必然覆蓋G的所有節(jié)點(diǎn),且是連通的.以下證明T是極小連通的.組網(wǎng)完畢T中的節(jié)點(diǎn)或者是簇頭節(jié)點(diǎn),或者是簇成員節(jié)點(diǎn).任意刪除T的一條鏈路e,分兩種情況:①假設(shè)e為成員節(jié)點(diǎn)與所屬簇頭之間的鏈路,由算法描述可知成員節(jié)點(diǎn)只可能屬于唯一的分簇,因而T不再連通.②假設(shè)e為簇頭節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)中繼節(jié)點(diǎn)之間的鏈路,中繼節(jié)點(diǎn)實(shí)際為簇成員節(jié)點(diǎn),但該簇成員節(jié)點(diǎn)同時(shí)擔(dān)當(dāng)了將簇頭連接起來(lái)的角色.若該中繼節(jié)點(diǎn)不是該簇頭節(jié)點(diǎn)的成員節(jié)點(diǎn),則以該簇頭節(jié)點(diǎn)為中心的分簇將與T其余部分不連通.下面說(shuō)明該中繼節(jié)點(diǎn)不是該簇頭節(jié)點(diǎn)的成員節(jié)點(diǎn).由算法描述可知某節(jié)點(diǎn)在確定自己的狀態(tài)為簇頭時(shí),它的路徑節(jié)點(diǎn),即相應(yīng)中繼節(jié)點(diǎn)已確定,而當(dāng)它廣播自己的簇頭消息時(shí),依據(jù)相應(yīng)算法規(guī)則該中繼節(jié)點(diǎn)并不與響應(yīng),故該中繼節(jié)點(diǎn)一定不是該簇頭節(jié)點(diǎn)的成員節(jié)點(diǎn).綜合可知T是極小連通的,依定義可知T是一個(gè)生成樹(shù).2.5,7,7號(hào)節(jié)點(diǎn)為未明確狀態(tài)節(jié)點(diǎn),無(wú)實(shí)體狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)時(shí)其兩組時(shí)間關(guān)系.為說(shuō)明算法的運(yùn)行過(guò)程,下面舉例表明算法的運(yùn)行過(guò)程,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)為如下圖1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)旁邊的數(shù)字為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)剩余能量.1號(hào)節(jié)點(diǎn)為SINK節(jié)點(diǎn),除SINK節(jié)點(diǎn)其他節(jié)點(diǎn)初始均處于未確定狀態(tài).假設(shè)SINK節(jié)點(diǎn)發(fā)起首輪(奇數(shù)輪)分簇組網(wǎng)消息,2,3,4號(hào)節(jié)點(diǎn)收到該消息,則2,3,4號(hào)節(jié)點(diǎn)依未確定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(a)改變自己的狀態(tài)為簇成員狀態(tài),并廣播自己的簇成員消息,于是1,5,6,7號(hào)節(jié)點(diǎn)將會(huì)相繼收到2,3,4這3個(gè)節(jié)點(diǎn)中相鄰節(jié)點(diǎn)的廣播消息,1號(hào)節(jié)點(diǎn)為SINK節(jié)點(diǎn),故不處理該消息,而5,6,7號(hào)節(jié)點(diǎn)依未確定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(b)將改變自己的狀態(tài)為簇頭定時(shí)狀態(tài).在定時(shí)期間5,6,7號(hào)節(jié)點(diǎn)會(huì)依簇頭定時(shí)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(a)比較收到的廣播消息中的能量參數(shù)值,并總是保存能量值較大的節(jié)點(diǎn)為下一跳路徑節(jié)點(diǎn).由于6號(hào)節(jié)點(diǎn)的能量最大,故定時(shí)時(shí)間最短,定時(shí)到它將依簇頭定時(shí)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(c)改變自己的狀態(tài)為簇頭確定狀態(tài),由于2號(hào)相鄰節(jié)點(diǎn)較3,4能量最大,則最終確定2號(hào)節(jié)點(diǎn)為下一跳路徑節(jié)點(diǎn),然后廣播自己的簇頭消息.這樣2,3,4,5,7,8能收到該廣播消息,由于2,3,4已確定簇成員狀態(tài),故不處理該消息,而5,7號(hào)節(jié)點(diǎn)則依簇頭定時(shí)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(b)改變自己的狀態(tài)為簇成員狀態(tài),并廣播自己的簇成員消息.8號(hào)節(jié)點(diǎn)則依未確定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(a)改變自己的狀態(tài)為簇成員狀態(tài),并廣播自己的簇成員消息.此時(shí)只有9號(hào)節(jié)點(diǎn)還處于未確定狀態(tài),它會(huì)相繼收到7,8兩個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的簇成員消息,從而首先依未確定狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(b)改變自己的狀態(tài)為簇頭定時(shí)狀態(tài),并進(jìn)而依簇頭定時(shí)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(c)最終因定時(shí)到而成為簇頭確定狀態(tài),并在定時(shí)期間依簇頭定時(shí)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)規(guī)則(a)由于7號(hào)節(jié)點(diǎn)較8號(hào)節(jié)點(diǎn)能量大,則最終選擇7號(hào)節(jié)點(diǎn)為下一跳路徑節(jié)點(diǎn),這樣便生成了如圖2分簇組網(wǎng)結(jié)果.假設(shè)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸各節(jié)點(diǎn)剩余能量變?yōu)槿绫?.此時(shí)若SINK節(jié)點(diǎn)發(fā)起了第二輪(偶數(shù)輪)分簇組網(wǎng),依據(jù)類似規(guī)則,則會(huì)生成如圖3分簇組網(wǎng)結(jié)果.從兩次組網(wǎng)可以看到生成的簇頭集合({1,6,9}與{2,4,7})都是極小支配集,并且權(quán)值之和也是極大的,中繼節(jié)點(diǎn)的能量也較高.組網(wǎng)結(jié)果為以SINK節(jié)點(diǎn)為樹(shù)根的簇樹(shù).3拋掃算法運(yùn)行結(jié)果為證明算法的有效性,特進(jìn)行了如下仿真試驗(yàn):選定節(jié)點(diǎn)隨機(jī)拋灑區(qū)域?yàn)?00m×100m,并給每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)賦予0～50J的初始能量.首先固定拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)為100,節(jié)點(diǎn)通信半徑從20m開(kāi)始以5遞增到50m,對(duì)每一個(gè)通信半徑情況下分別運(yùn)行算法進(jìn)行10輪分簇組網(wǎng);然后固定通信半徑為20m,拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)從100開(kāi)始以50遞增到400,同樣對(duì)每一種情況運(yùn)行算法進(jìn)行10輪分簇組網(wǎng).圖4(a)與圖4(b)為拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)100,通信半徑20情況下第一輪與第二輪的分簇組網(wǎng)結(jié)果,從圖中可以看出簇頭節(jié)點(diǎn)互不相鄰,分布均勻,覆蓋范圍廣,簇成員與簇頭都是單跳距離,簇頭之間通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)(簇成員節(jié)點(diǎn))相互連接起來(lái),從而形成了一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的高效多跳通信骨干網(wǎng).而通過(guò)LEACH得到的簇頭集合分布極不均勻,并且簇頭都是單跳形式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給SINK節(jié)點(diǎn),從這點(diǎn)上講本算法較之有較大優(yōu)點(diǎn).圖5(a)為拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)固定為100,簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)隨通信半徑增加的變化曲線;圖5(b)為通信半徑固定為20,簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)隨拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)增加的變化曲線.兩圖中各數(shù)據(jù)點(diǎn)均是通過(guò)運(yùn)行算法進(jìn)行10輪分簇組網(wǎng)的平均值.從圖5(a)可以看出簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)隨著通信半徑的增加急劇減少,這是由于通信半徑的增加導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)單跳可達(dá)鄰居數(shù)的增加,因而簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)就會(huì)相應(yīng)減少.從圖5(b)中可以看出簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)并沒(méi)有隨著拋灑節(jié)點(diǎn)總數(shù)的增加有明顯的增加,有時(shí)還有減少,這是由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞碾S機(jī)性導(dǎo)致.LEACH算法是事先確定一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)與拋灑節(jié)點(diǎn)總數(shù)的比例,這樣硬性的規(guī)定忽視了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).從這點(diǎn)本算法要優(yōu)于LEACH.圖6(a)為拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)固定為100,能量比隨通信半徑增加的變化曲線;圖6(b)為通信半徑固定為20,能量比隨拋灑節(jié)點(diǎn)數(shù)