优化LEACH的无线传感器网络能效路由协议

本文档探讨了一种针对无线传感器网络（WSN）的高能效路由协议设计，发表于2008年的《传感技术学报》第21卷第12期。随着无线传感器网络在环境监测、军事侦察等领域广泛应用，降低节点能耗以延长网络寿命是研究的核心问题。论文基于LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）路由算法，提出了创新的改进策略。 首先，作者针对LEACH协议中簇头选择概率随机分配的问题，引入了两个关键参数——剩余能量和局部节点密度。通过这些参数，路由协议更加公平地分配能量消耗，确保能量消耗在各节点之间更加均衡，从而避免因某些节点过度耗能导致网络过早崩溃。这一步旨在优化能源利用效率，实现网络的可持续运行。 其次，文章提出了一种混合路由策略，结合层次路由与平面路由。在传统的LEACH中，独立节点通过簇头进行通信；而在改进的方案中，独立节点可以直接与sink节点通信，避免了额外的通信层级，进一步节省了能量。这种混合方法旨在减少节点间的通信次数，进一步降低整体能耗。 为了验证这一改进算法的有效性，作者使用MATLAB进行了详细的性能仿真。仿真结果显示，与原始的LEACH算法相比，改进后的路由协议在网络生存时间和簇负载平衡方面具有显著优势。这表明，通过优化节点选择策略和路由机制，可以显著提升无线传感器网络的整体能效，对于延长网络生命周期和提高整体性能具有实际应用价值。 关键词：无线传感器网络、路由协议、能源效率、LEACH。论文的分类号为EEACC:6150P和7230，反映了其在无线传感器网络技术和节能路由算法领域的研究地位。这篇论文为无线传感器网络的高效能设计提供了一个重要的参考框架和技术手段。