李 蛟, 胡黄水, 赵宏伟, 鲁晓帆

(1. 吉林大学 图书馆, 长春 130012； 2. 吉林建筑科技学院 计算机科学与工程学院, 长春 130114；3. 吉林大学 计算机科学与技术学院, 长春 130012)

无线传感器网络(wireless sensor networks, WSNs)是实际应用中最基本的信息采集技术之一, 其通过内置各种传感器节点测量周围环境中的热、 红外、 声纳和地震等信号. 由于无线传感器网络节点能量等资源有限, 因此如何节约能量以延长网络生命周期是无线传感器网络面临的重要挑战, 而分簇是一种有效的方法[1]. LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)是面向无线传感器网络的最早分簇协议[2], 算法复杂度低, 能量效率和可扩展性相比分布式方法更好. 但基于概率随机选举簇头CH(cluster head)、 成员CM(cluster member)仅根据接收信号强度大小加入簇以及忽略簇头节点剩余能量、 单跳等将导致LEACH簇头、 能耗、 负载分布不均衡, 从而缩短网络的生命周期[3]. 于是, 出现了很多改进LEACH算法以提高其性能[4]. 为避免LEACH协议簇头选取不合理导致能耗增大, 文献[5-6]考虑利用节点剩余能量以及节点分布密度修正LEACH阈值函数, 分别提出了改进的LEACH算法LEACH-N和LEACH-C, 并根据节点分布密度调整节点传输功率, 从而均衡网络能量消耗. 但减小节点传输功率将增加网络簇数, 降低数据融合率并增加传输数据量, 从而增大网络能耗. 且簇头选举不考虑节点位置, 易使位于簇边缘的节点被选为簇头, 增大簇内通信能耗. 因此, 文献[7]提出了一种改进的LEACH算法NEWLEACH, 其在定义阈值函数时, 不仅考虑节点的剩余能量, 同时考虑节点到簇中心距离……