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无线传感网络(WSN)的能耗问题一直是制约无线传感网络发展的瓶颈。如何在大量数据传输的情况降低通信能耗,平衡网内负载,保证网络不发生拥塞,已成为当前WSN研究的热点。理论证明,分簇路由协议对WSN内能量资源分配和网内通信能起到较好的控制效果。 本文以分簇路由协议作为研究对象,依据无线传感网路由协议均衡能耗的原则,针对优化路由生成、降低网内通信能耗和缓解网内拥塞这些问题进行研究。 一方面,本文对LEACH协议进行分析,针对其簇首节点随机选择的问题,对簇首节点的选取进行约束,优化了簇首节点的个数,给出了一种SDD-LEACH(Sensors DensityDepended-LEACH)协议。仿真结果表明,改进协议能够优化簇首节点的分布,但是该种方法在参数选取上过于生硬,未考虑能量等其他因素,并且还存在LEACH协议本身固有的“能量热区”等问题。针对这些问题,本文提出一种一种基于LEACH的改进协议:EBL(Energy Balanced LEACH)协议。EBL在选取簇首节点的时候参考候选节点曾经当选簇首节点频率、邻居节点的个数和剩余能量,在簇间采用多跳通信的方式,并采用非均匀成簇的方法。最后在NS2下进行仿真,结果表明EBL协议不仅能够很好地平衡网内负载,并能缓解“能量热区”问题。另一方面,本文对分簇路由协议在拥塞控制中的应用进行了相关研究。针对拥塞控制的问题,给出一种基于簇首节点优先级的分簇网络拥塞控制方法,并对该方法进行仿真。仿真结果表明,该方法可以较好地减少网内的拥塞,改善网络通信质量。