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无线传感器网络是由大量的传感器节点以自组织的方式构成的无线网络,其部署区域可能包括危险的工业环境如井矿、核电厂等,因此,在网络运行过程中节点的能耗成为最为关注的热点问题。如何高效的利用传感器节点的能量,尽量延长无线传感器网络的生命期是该领域的研究热点之一。针对这一研究热点,本文对无线传感器网络高能效路由技术进行了相关研究。在无线传感器网络的路由层的路由协议研究中,已有许多的路由协议被相继提出。其中,较为经典的当属LEACH协议,它也是第一个分层型的路由协议。本文分析研究了LEACH协议和改进型的LEACH-B协议,并且在LEACH和LEACH-B的协议原理的基础上提出了一个基于多跳的能量均衡路由协议LEACH-MEB,该协议包括以下部分。 首先,在簇首的选举过程中,为了避免LEACH的随机选举方式所导致的每轮簇头个数不稳定的问题,在此,借鉴LEACH-B的方法,与LEACH-B相比又引进了节点邻居度作为簇头选举的参考因素之一,簇头的选择决策交由基站决定。从而,在簇头的选择方面既能保证每轮都产生固定的簇头数目又能减少节点为竞争簇头而产生的控制信息。 其次,在簇首选举完成之后,与LEACH和LEACH-B不同,每个簇头并不是直接跟基站进行通信,而是在簇头之间进行多跳的数据转发路由,以此来减少簇头直接传输产生的大量能耗。在簇头选择前向路由簇头时,综合考虑了簇头节点的路由转发代价与簇头的剩余能量等因素,簇头在考虑了前向路由节点的剩余能量之后,再决定是否需要将数据通过前向簇头进行转发,以免出现前向簇头的剩余能量低而要担任繁重的路由任务,从而避免第一个死亡节点过早的出现,进一步的均衡网络的总能耗,延长网络的生命期。 最后,通过运用MATLAB7.0仿真软件进行仿真实验,得出的结果表明,与LEACH和LEACH-B协议相比,本文提出的LEACH-MEB协议在网络生命期、簇头节点的平均能耗、节点能量的利用率以及存活率等方面都有一定的优势。