Evaluación del protocolo improved leach en una red de sensores inalámbricas subacuáticos

Abstract

El presente trabajo de grado evalúa el desempeño del protocolo Improved-LEACH frente a LEACH en redes de sensores inalámbricos subacuáticos (UWSN) mediante simulación en OMNeT++. Estas redes operan bajo restricciones difíciles de sortear: energía limitada, baterías que casi no pueden reemplazarse una vez desplegados los nodos, ancho de banda reducido y el retardo propio de la propagación acústica. LEACH reparte el rol de cabeza de clúster con un criterio probabilístico que no considera cuánta energía le queda a cada nodo; Improved-LEACH pondera ese umbral según la energía residual para repartir mejor la carga de comunicación. Este trabajo compara ambos protocolos mediante simulación en OMNeT++. Se construyó un escenario tridimensional con un sink en la superficie y comunicación acústica, y se probaron cinco tamaños de red (50, 100, 250, 500 y 1000 nodos) con diez semillas emparejadas por cada combinación, para un total de 100 corridas. Los dos protocolos se ejecutaron con los mismos parámetros; lo único que cambió fue la manera de elegir las cabezas de clúster. Improved-LEACH retrasó la muerte del primer nodo de 18,60 a 28,10 rondas (51,1 %), la del nodo intermedio de 41,86 a 52,96 (26,5 %) y la del último nodo de 54,16 a 60,38 (11,5 %). El throughput efectivo mejoró hasta un 11,4 % en la red de 1000 nodos. Las medias, desviaciones estándar e intervalos de confianza del 95 % confirman que estas diferencias no provienen de corridas aisladas. La mejora no es igual en todas las métricas ni en todas las densidades, pero el protocolo alarga de forma consistente la vida útil de la red en escenarios medianos y grandes.