分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法优化无线传感器网络

无线传感器网络分区能耗均衡的非均匀分簇算法(CEB-UC)是一项针对无线传感器网络中常见问题的研究成果，由王毅、张德运和梁涛涛于2008年在西安交通大学电子与信息工程学院提出。该算法主要关注的是在多跳通信中，簇头节点由于负责大量数据转发，容易导致能源快速耗尽和节点失效，进而形成网络中的“热区”或热点区域。这种现象会严重影响网络的性能和稳定性。 CEB-UC的核心创新在于通过网络分区策略来优化能耗分布。它将传感器网络划分为两个区域：靠近汇聚节点的分区包含较多的簇，每个簇内的传感器节点数量相对较少，这样可以减轻这些簇头节点的内部通信负担，节省下来的能量可用于更远距离的数据传输。另一方面，远离汇聚节点的分区则包含较少的簇，但每个簇内的节点更多，确保了数据中继的效率。 算法的关键设计在于簇头节点在选择下一次中继节点时，不仅考虑候选节点的位置，还综合考虑其剩余能量，这有助于更有效地进行能量管理和路由决策。作者对比了诸如HEED、LEACH、PEGASIS和EAR-ACM等经典协议的性能，结果显示，CEB-UC算法能够有效平衡网络节点的能耗，显著降低簇头节点的能耗（降低幅度可达41%），同时提升网络的寿命（提升幅度可达53%）。这一改进对于延长无线传感器网络的生命周期、扩大部署范围具有重要意义。 CEB-UC算法是一种旨在解决无线传感器网络能耗问题的创新策略，通过智能的分区和节点选择策略，实现了能耗的有效均衡，对提升网络的效率和稳定性有显著贡献。