0 引言
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由一定区域内随机分布的无线传感器节点组成的自组织网络[1]。传感器节点凭借自组网、自感知等优点被广泛应用到军事、交通、医疗等领域[2]。但由于节点能量有限,一旦能量耗尽将导致整个网络不能正常工作甚至失效。因此，能量决定了整个网络的生存时间，根据该特点达到降低能耗，延长网络生命周期的目的是无线传感器网络研究中的一项重要内容[3]。
为了延长WSN的生命周期，许多学者提出了网络分簇的概念，即节点集合成群，可以有效减少整个网络的能量消耗。基于此概念，Heinzelman等人提出了经典分簇路由协议——低功耗自适应集簇分层型协议（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH）。该协议因其广泛的适用性以及较好的节能效果而备受青睐[4]。该协议通过簇头采集簇内成员的数据，并转发给基站，避免了节点直接将数据发送给基站从而消耗过多能量的问题。但簇头选举的随机性可能造成节点死亡速度加快，整个网络生命周期减少的情况。文献[5]针对此情况提出了LEACH-C协议，该协议考虑了节点的剩余能量，优化了簇头的选举，但每个节点要向基站发送自己的剩余能量，频繁信息交互会造成额外的能量损耗。文献[6]提出了新算法O-LEACH协议，该协议在选取簇头时仅考虑剩余能量大于初始能量10%的节点，但没有考虑其他的影响因素。文献[7]给出了RED-LEACH协议，该协议在选取簇头时，不仅仅考虑剩余能量，同时考虑节点到基站的远近，减少了能量损耗，延长了网络周期。文献[8]提出了一种基于节点位置和节点剩余能量的簇首节点选取算法，称之为I-LEACH协议，该协议给出了簇头选举公式，每轮中距离区域中心越远的节点和剩余能量越低的节点被选为簇头的概率越低，减少了能量消耗并延长了网络生命周期。但是该协议没有考虑到簇内成员节点的个数并且对簇头选举函数的修正存在一定问题。
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作者信息：
赵秋月，张玲华
(南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京210023)
