在无线传感器网络中，分簇路由具有管理方便、高效节能、易于实现等特点，成为当前重点研究的路由算法。现有的典型分簇路由算法存在着簇首节点能耗分布不均，簇首节点与基站未采用最短路径，数据可能“绕道”传递等缺陷，使得在网络规模较大时网络能耗及生命周期等性能表现不佳。针对这些问题，结合LEACH和SHORT的思想提出了一种改进的多层分簇路由算法（LEACH-S），它建立了簇首到簇首路由，并保证相邻簇首之间距离最短。NS2仿真结果表明，在网络规模较大，密度较低时，LEACH-S较LEACH-C将网络生命周期延长了约15%。2010,46(23)Computer Engineering and Applications计算机工程与应用吕600日400日400306200200200leach-+ LEAcH-C+ -lEach当10LEACH LEACH-C LEACH-S-+LEACHLEACH-C025%50910091%25%50100%1025%50Node Death PercentagNode Death PercentageNode Death Percentage LeOn%(a)100m×100m(b)150mx150m(c)200m×200m图2不同网络规模下网络生存周期比较的数据与本簇内数据再次融合后向下一跳传递,直至BS。LEACH-S和 LEACH-C网络具有更长的生存时间和更低的能耗,且 LEACH-S要略优于 LEACH-C。当节点数为50时,5仿真结果LEACH-S网络寿命较 LEACH-O和 LEACH网络分别长利用NS2对 LEACH-S进行了仿真,并与 LEACH-C及14.6%和430%,每轮能耗较 LEACH-O网终低约4.3%。LEACH作了比较分析。假设所有节点初始能量相等,且均为2J,簇首占总节点数比例为5%。为了研究不同网络规模下9 600LEACH -LEACH-C . LEACH-SLEACH-S的性能,设定区域大小分别为100m×100m,150mx400150m和200m×200m,对应的节点个数分别为100,150,200,BS位置分别为(50,175),(75,260),(100,275)。为了研究不200同节点密度下 LEACH-S的性能,设定区域人小为100mx100m,BS位置为(50,175),节点数分别为50,100,150。在仿真过程中,由于 LEACH采用自主随机选择簇首的方l00150nber o式,各次仿真结果存在差异,为了保证一般性和准确性,图420%节点“死亡”时网络生存时间LEACH的仿真结果为5次不同仿真的平均值; LEACH-C和l.0LEACH-S各次仿真结果基本一致,其结果为3次不同仿真的L0.8平均值LEACH S图2给出了不同网络规模下 LEACH-S、 LEACH-C和目0.6LEACH在不同比例节点“死亡”时的网络寿命。可以看出,当04网络规模较小时,如100m×100m,三种算法下网络寿命基本0.2致, LEACH-S略微优于其他两种算法。当网络规模变大时LEACH-S网络的寿命明显长于其他两种网络。如200m×200m100150Number of nodes规模下,当1%节点“死亡”时, LEACH-S网络存活了约370图5不同节点密度下每轮通信能耗比较轮,而其他两种树络存活只有约50轮;25%节点“死亡”时,LEACH-S网络寿命较 LEACH-C长17.9%,较 LEACH长因此,从网络寿命和能耗上来看, LEACH-S在低密度大规228.6%。这是由于 LEACH-S中簇首不再与BS直接通信,能模网络下均优于 LEACH-O和 LEACH随网络规模变大, LEACH-S网络的寿命保持稳定: LEACH-C6总结网络的寿命有所下降,特别是1%节点“死亡”时网络生存时间减小网络能耗,延长网络寿命是设计WSNs路由协议的重急剧下降; LEACH网络的寿命逐步降低,验证了其扩展性差。要目标。根据WSNs能量模型( first order radio model),从网图3比较了不同网络规模下 LEACH-S和 LEACH-C每轮络层角度出发降低节点能耗的方法是减小通信距离和通信数通信的能耗。在200m×x200m规模下, LEACH-C网络每轮能据量。目前的分簇路由算法中,广泛采用了数据融合技术和耗为00791J而 LEACH-S为00701J,较 LEACH-C降低了构建最短路径的方法。但从整个冈终来看,为了延长网络寿约114%。 LEACH-S中簇首只与距离最近的下一跳节点通命,路由协议还需要保讦网络能量负载匀衡。本文提出了信,减小了通信距离,因而具有更低的能耗。种多层次分簇路由算法 LEACH-S,在簇首问建立CH-to-CH路由,并保证当前簇首的下一跳为距离最近的其他簇首。仿真日0.8■ LEACH结果表眀, LEACH-S在低密度、大规模网终下网络寿命和能耗0.7ELEACH-S均优于 LEACH-C。2乙0.620.5参考文献:(100.100)150,150)(200,200)Network Area[1] Lindsey S, Raghavendra CPEGASIS: Power-cfficient gathering图3不同网络规模下每轮能量消耗比较in sensor information systems[C]//International Conf on Commu图4和图5分别比较了不同节点密度下20%节点“死亡”nications. 200 1时三种网络的寿命和每轮通信的能耗。对于稀疏网络(下转121页)