基于能量优化的三维空间LEACH改进算法研究

摘要

针对典型的分簇路由算法LEACH算法只适用于平面空间中的简单同构网络,容易造成在复杂环境下网络能量损耗不均衡,进而导致部分网络节点提前死亡,使得网络整体寿命缩短的问题,通过LEACH-RE算法对原算法在三维空间进行改进,首先在立体空间中随机部署网络节点模型,然后根据自由空间损耗和多径损耗构建能量损耗模型,并结合网络节点的异构性,将相对剩余能量作为簇头选举阶段的参考值,以便减少低能量节点当选簇头的概率,从而实现基于能量优化的LE-ACH算法改进。仿真结果表明,所提改进算法适用性广,实现了网络能量负载均衡化,显著改善了网络生命周期,较原算法网络存活节点数和网络能量有所提升。因此上述算法在簇头选取阶段考虑节点当前的相对剩余能量,并将异构网络模型部署至立体空间中,综合考虑电磁衰落建立能量模型,可以模拟真实环境中的WSN。