王出航, 沈玮娜, 胡黄水

(1. 长春师范大学 计算机科学与技术学院 , 长春 130032; 2. 长春工业大学 计算机科学与工程学院, 长春 130012)

0 引 言

无线传感器网络广泛应用于环境监测、 应急反应、 军事监控以及太空探索等领域[1-2]. 有效节能是无线传感器网络需亟待解决的问题, 而分簇是其有效方法之一[3-4]. 可将无线传感器网络中地理位置相近的节点分成不同的簇, 每个簇中选出一个簇头负责收集簇内成员数据进行融合, 然后发送至基站. 分簇算法可提高网络的可扩展性和能量效率, 减小路由延迟, 延长网络生命周期[2]. LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)[5]是最早被提出的一种经典分簇算法, 其通过周期性随机选择簇头节点, 产生合适比例的簇头, 从而均衡网络能耗. 但LEACH算法中簇头直接与基站通信, 且低能量的节点可能被选为簇头, 导致簇头尤其是远离基站的簇头能量耗尽很快. 为了解决LEACH算法存在的缺陷, DSBCA算法[6]基于剩余能量、 节点连通密度和选举时间参数计算节点权值, 权值大的节点被选为簇头, 然后根据簇头与基站的距离及其连通密度计算通信半径, 组织簇成员, 从而形成更平衡的簇结构, 并延长网络的生命周期. 但DSBCA算法中簇头仍直接与基站通信, 导致簇头能量耗尽很快, 且簇头的更换仅在簇内进行, 导致能耗不均衡. 文献[7]提出了一种LEACH优化分簇算法, 在簇头选举时考虑节点的剩余能量, 使剩余能量高的节点成为簇头的几率变大, 并通过直线方程求出簇头的下一跳路由, 通过……