自适应能量优化分簇无线传感器网络路由算法研究

"依托路由规则的自适应能量优化分簇无线传感器网络路由算法 (2015年)"，作者杨晗、杨天明，发表于《计算机科学》2015年第2期。 本文主要探讨了无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）中的能量优化问题，特别是针对分簇架构下节点能量负载不均衡导致簇头过早耗尽能量的问题。无线传感器网络由大量部署在监测区域的小型传感器节点组成，这些节点通常具有有限的能量资源。由于网络中簇头节点承担了大量数据聚合和传输的任务，因此其能量消耗远高于普通节点，这可能导致网络寿命缩短。 为了解决这一问题，作者提出了一个自适应能量优化分簇的路由算法。算法的核心在于簇头选举和竞争半径的计算，通过引入权衡系数来综合考虑候选节点的剩余能量和它们到中心节点的距离。这种方法旨在确保簇头的选举更加公平，使得能量消耗更为均衡，从而延长了簇头的生命周期。 此外，该算法还引入了一种路由规则，用于决定簇头之间数据转发是采用单跳路由还是多跳路由。路由规则的制定旨在最小化能量损耗，同时确保簇头不会因为频繁的数据转发而过早耗尽能量。通过这种方式，算法能够在保持网络性能的同时，有效地减少整体的能量消耗。 实验仿真结果显示，这个自适应能量优化分簇的路由算法能够显著延长网络节点的生命周期，尤其是在高任务负载情况下，效果更为明显。它减少了能量损耗，提高了网络的生存时间，这对于无线传感器网络的长期稳定运行至关重要。 关键词涉及的领域包括无线传感器网络、自适应能量优化分簇、簇头选举、竞争半径和路由规则。该论文的研究对于理解如何在WSNs中实现有效的能量管理，以及设计更高效的路由策略具有重要的理论和实践意义。通过这样的算法，可以优化网络性能，延长整个系统的使用寿命，特别是在环境监测、工业自动化和其他需要长期运行的WSN应用中。