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算法模擬與分析
為了便于實現,本文用Java語言編制的簡單模擬環境來對上述五種分簇算法進行模擬與分析。模擬環境為在一個100×100 單位距離的區域內隨機放置N 個節點, 節點移動方向在[0, 2∏]內隨機分布, 移動速度在[0,maxV ]內變化。當節點到達區域邊界時, 它向區域內反射。節點的數量、傳輸范圍(以單位距離數表示)和移動速度均可根據要求動態調整,模擬時間為10000個單位時間。主要通過不同移動環境下的算法模擬結果來對比分析五種分簇算法的性能,這五種算法分別是最小ID算法(LowID)、最大連接度算法(HighD)、最小移動性算法(LowM),NTDR、基于按需加權的NTDR(DWNTDR)。
在此取網絡節點數N=30,maxV=5,節點傳輸范圍從5~60單位距離變化。對于基于按需加權的NTDR,理想的簇成員M=8,a=0.2,b=0.3,c=0.3,d=0.2,x=1,并且節點剛開始的能量是1000能量單位,每單位時間簇頭消耗能量0.2%,簇成員為0.05%,能量閾值為100能量單位。
圖1平均簇頭數隨傳輸范圍的變化
圖1給出了不同分簇算法平均簇頭數隨節點傳輸范圍的變化情況。從圖1可以看出,簇頭數隨節點傳輸范圍的增加而減少, 當傳輸范圍大于30后, 速度逐漸變慢。DWNTDR,NTDR的平均簇頭數略多于最小移動性和最小ID分簇算法的平均簇頭數。并且DWNTDR的簇頭數較NTDR要少, 主要是因為DWNTDR比NTDR多考慮了節點度,速度等因素,減少了冗余簇頭的產生。