2012年MHS-LEACH算法:改进的多跳LEACH提升能源效率与均衡

本文主要探讨的是"能量有效的扇区划分LEACH改进算法"，针对无线传感器网络（WSN）的能源管理和生存期优化问题。LEACH（Low-Power Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的无线传感器网络协议，但其早期版本存在不均衡的能耗问题，如簇头的选择可能导致某些区域节点过快耗尽能量。为了改善这种情况，研究者在2012年提出了MHS-LEACH算法。 MHS-LEACH算法的关键创新在于结合了多跳传输和节点ID扇形分布策略。它通过调整簇头节点的选取，使得同一扇区内的节点能够与其父节点建立树形链路，实现多跳通信。这种方法避免了远距离簇头直接与基站通信导致的高能耗问题，从而显著延长了网络的生存时间并提高了能量效率。算法通过动态调整簇头位置和分配节点ID，使得节点能量消耗更为均衡，减少了孤岛现象和网络延迟。 论文中提到的其他改进算法，如Gou等人的方案考虑了节点的实时能量和接收率，但可能存在地理位置差异导致的充电不均问题；Thein等人的算法虽能平衡负载和延长寿命，但簇头位置频繁变动增加了复杂性；LACA和RDCA算法则分别关注位置感知和局部拓扑，但可能增加网络控制开销；PEGASIS算法和Xu等人的方法通过多跳通信优化，但也存在链路过多和计算复杂度高的缺点。 ID-LEACH算法是另一个提及的改进，它利用二进制编码构建多跳树形链路，简化了数据传输过程，但阈值优化仍然是优化性能的关键。MHS-LEACH算法在此基础上，通过扇区划分和节点ID的合理分配，进一步提升了网络的能源利用效率和整体性能。 MHS-LEACH算法在保持LEACH的基本框架下，通过优化簇头选举机制和通信策略，有效地解决了无线传感器网络中的能源管理和生存期问题，对于提高WSN的长期稳定运行具有重要意义。这项工作对后续的无线传感器网络设计和优化提供了有价值的经验和参考。