WSN中基于LEACH改进路由协议摘要：针对LEACH协议中簇首分布不均匀和节点能量消耗不均衡的问题，为了提髙节点能量利用率，延长网络运行周期，提高节点在网络运行过程中的存活率，提出了一种LEACH-NE改进算法。该算法综合考虑节点到基站的距离及节点的剩余能量等因素确定最佳簇首个数，然后通过考虑能量因素来优化簇首选择。仿真结果证明了改进后的路由协议在网络运行周期和网络能量消耗方面优于LEACH协议。关键词：无线传感器网络；路由协议；网络运行周期；能量消耗；最佳簇首个数；簇首选择中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2014)06-1216-04ImprovedRoutingProtocolBasedonLEACHinWSNHUANGZhen-jinl,LIDao-quanl,ZHANGJun~hu2(1.CollegeofComputerEngineering,QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China；2.CollegeofInformationScienceandTechnology,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266044,China)Abstract：InviewoftheunevendistributionofclusterheadnodesofLEACHagreementenergyimbalanceproblems,inordertoimprovetheutilizationefficiencyofnodeenergy,prolongthenetworkoperationcycle,improvethesurvivalrateintheputsforwardprocessofnodesinthenetworkoperation,aimprovedalgorithmLEACH-NE.Thedistanceofthenodetothebasestationconsideredinthealgorithmandtheresidualenergyofnodesfactorsdeterminetheoptimalnumberofclusterhead,thenbyconsideringtheenergyfactortooptimizeselectionofclusterhead.ThesimulationresultsprovedthattheimprovedroutingprotocolinnetworkoperationcycleisbetterthanthatofLEACHagreementandthenetworkenergyconsumption.Keywords：wirelesssensornetwork(WSN)；routingprotocols；thenetworkoperationcycle；energyconsumption；optimalnumberofclusterhead；selectionofclusterhead无线传感器网络(WSN)路由协议按网络拓扑结构可以分成平面路由协议和分层路由协议。LEACH(lowenergyadaptiveclusteringhierarchy)协议即低功耗自适应聚类路由协议属于WSN路由协议的一个分层路由协议。LEACH协议随机选择节点做簇首，平均分担整个网络中的中继通信业务，最终达到平均消耗传感器网络中节点能量的目的，这种协议方式延长了网络的生命周期。但是，由于它仅考虑了选择簇首时的公平性，没有把簇首的剩余能量等因素考虑在内，因此容易导致网络节点能耗不均，对整个无线传感器网络的存活周期造成影响。针对LEACH协议存在的不足，该文对LEACH协议进行了改进，该LEACH-NE算法在簇首选择时，综合考虑节点的剩余能量和节点到基站的不同通信距离等因素，簇首与基站之间采用多跳方式进行数据传输。改进后的算法不仅提高了节点能量利用率，降低了节点能耗，而且延长了网络运行周期,均衡了网络的负载。1LEACH协议概述1.1工作过程LEACH协议操作分为簇形成阶段和数据通信稳定工作阶段，两个阶段时间总和称为一轮(简记"r”，round)o在簇建立阶段，随机选择簇首，相邻节点动态地加入簇首成簇;簇形成后进入稳定数据通信工作阶段，簇首开始釆集簇内节点数据，然后对数据进行融合，将融合后的数据传输给基站。簇首选举过程如下：节点随机产生一个0〜1的随机数,如果该值小于阈值［T(n)］,则发布自己是簇首的消息。［T(n)］表示为［T(n)=pl-p［rmod(lp)］,nWGO,n?G.其中：［p］是簇首数占总节点数的百分比，［r］是当前选举的轮数，［G］是在最近［lp］轮中未当选过簇首的节点集合，［n］为节点标号。节点当选为簇首后发布给其他节点自己是新簇首的广播消息，然后非簇首节点通过自己与簇首之间的距离来选择加入哪个簇，当簇首接收到所有加入信息后，就产生一个TDMA定时消息，为本簇节点安排工作时间。1.2LEACH协议存在的问题1)LEACH中随机选择簇首，未考虑每个节点的剩余能量，这样就存在剩余能量少的节点有可能当选簇首，从而加速了该节点的死亡，进而降低了网络寿命。2)LEACH协议假设所有的节点都能直接与基站通信，离基站距离较远的簇首可能能量消耗会比较快，这样会造成网络的覆盖范围和生存时间受到影响。因此...