摘 要：LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一種經(jīng)典的WSN 路由協(xié)議,得到了廣泛的認可。本文基于LEACH 算法提出了一個新的路由協(xié)議，綜合考慮候選節(jié)點的剩余能量和簇首節(jié)點的分布位置以及簇首節(jié)點的個數(shù)，從而有效地降低了低能量與位置不佳的節(jié)點被選為簇首的可能性，進一步保證了網(wǎng)絡節(jié)點能量負載的平衡性。仿真結果表明，該算法能有效的平衡節(jié)點的能量消耗分布，延長節(jié)點與網(wǎng)絡的壽命。 關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡；LEACH 協(xié)議；能量有效性；負載平衡 1．引言 無線傳感器網(wǎng)絡是由大量無處不在的、具有無線通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點構成的自組織（Ad-hoc）分布式網(wǎng)絡系統(tǒng), 是能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務的“智能”系統(tǒng)。它以“數(shù)據(jù)為中心”, 具有有限的計算能力、有限的存儲能力、有限的無線通信能力和有限的電源供應能力, 如何在這樣有限的資源環(huán)境下獲取盡可能多的、有效的感知對象的特征信息, 并傳輸?shù)接脩艄?jié)點進行處理, 是目前研究的重點問題, 這些問題都可以歸結為傳感器網(wǎng)絡的路由問題，即要有一個好的路由協(xié)議以盡量降低能耗、延長網(wǎng)絡生存時間。 無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議可以分成平面路由協(xié)議和分層路由協(xié)議兩種。由于平面路由協(xié)議需要維持較大的路由表, 占據(jù)較多的存儲空間, 因而并不適合在大規(guī)模網(wǎng)絡中采用分層路由算法可以在一定程度上解決這個問題。LEACH 算法是比較成熟經(jīng)典且常用具有代表性的分層路由算法。因此本文主要研究LEACH 算法, 并針對其不足進行了改進。 2．LEACH 路由算法 2.1 算法描述 LEACH 是MIT 的Chandrakasan 等人為無線傳感網(wǎng)設計的低功耗自適應分層路由算法。它的基本思想是以循環(huán)的方式隨機選擇簇首節(jié)點，將整個網(wǎng)絡的能量負載平均分配到每個傳感器節(jié)點中，從而達到降低網(wǎng)絡能源消耗、提高網(wǎng)絡整體生存時間的目的。LEACH 在運行過程中不斷地循環(huán)執(zhí)行簇的重構過程。每個簇重構過程可以用“輪（round）”的概念來描述。每個輪可以分成兩個階段：簇的建立階段和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定階段。為了節(jié)省資源開銷，穩(wěn)定階段的持續(xù)時間要大于建立階段的持續(xù)時間。 簇首節(jié)點的選擇依據(jù)網(wǎng)絡中所需要的簇首節(jié)點總數(shù)和迄今為止每個節(jié)點已成為簇首的次數(shù)來決定。具體的選擇辦法是：每個傳感器節(jié)點選擇0—1 之間的一個值，如果選定的值小于某個閾值T（n），那么這個節(jié)點成為簇首節(jié)點。閾值T（n）計算如下：

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