LEACH协议的节能改进：一种无线传感器网络算法

"无线传感器网络中LEACH协议的节能改进算法 (2012年) - 王赵锋，李君，全宁 - 中国计量学院学报" 本文主要探讨了无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）中的低功耗自适应分簇路由协议（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH）。LEACH协议是一种广泛应用的节能算法，旨在通过分簇结构优化网络的能量效率，延长网络寿命。然而，原始的LEACH协议存在一些问题，例如簇头选举的随机性和簇头与基站间通信的能量消耗过大。 在王赵锋、李君和全宁的研究中，他们对LEACH协议进行了改进，主要集中在以下几个方面： 1. 随机性改进：在原协议中，簇头是基于随机概率选举的，这可能导致某些节点频繁成为簇头，而其他节点则很少或从未成为簇头，从而导致能量不均衡。为了改善这种情况，研究者调整了簇头选举的策略，减少了选举过程的随机性，确保每个节点有更公平的机会成为簇头，从而更加均衡地利用节点能量。 2. 节点剩余能量考虑：在改进的算法中，研究者引入了节点剩余能量作为选举簇头的一个重要因素。这意味着，能量较低的节点将有较小的概率被选为簇头，以避免其过早耗尽能量退出网络。 3. 多跳通信：为了解决簇头与基站间单跳通信能量消耗过大的问题，研究者提出利用欧式平面上两条曲线交叉概率很大的理论，构建簇头与基站间的多跳链路。这种多跳路由策略可以分散通信负载，减少单个节点的能量负担，提高整个网络的能量效率。 4. 性能分析与仿真：通过性能分析和仿真实验，改进后的协议展示了其在均衡节点能耗和延长网络寿命方面的优势。实验结果证实，改进的LEACH协议能有效解决原协议的缺陷，实现更优的能源管理，从而显著提高WSN的生命周期。 总结来说，这篇论文提出的节能改进算法是对LEACH协议的重要优化，它通过更加合理的簇头选举策略和多跳通信路径设计，提升了WSN的能效和网络生存时间，对于无线传感器网络的设计和应用具有实际指导意义。该研究属于工程技术领域，特别是通信和网络优化方向，对于后续研究者提供了一种有效的节能解决方案。