无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的热点研究领域。由于无线传感器网络通常由大量密集的传感器节点构成,节点的能源、计算能力和带宽都非常有限,传统的无线通信协议不适合无线传感器网络。从而设计能够有效节约能源,延长网络生命周期的通信协议成为无线传感器网络研究面临的一个突出问题。本文首先总结归纳了无线传感器网络的概念、特点、体系结构、应用及研究现状,并对无线传感器网路的能量有效性作了分析研究,描述了现有的几种主要节能策略。然后研究了分簇无线传感器网络的通信协议,将重点放在路由及MAC层协议设计上。LEACH作为分簇无线传感器网络的典型协议,本文作了更为深入的探讨。在对分簇无线传感器网络通信协议的研究基础上,本文结合跨层优化的思想,提出了一种分簇无线传感器网络中的能量有效链路调度方案。该方案基于LEACH协议的动态分簇思想,结合了传输时隙计算与信道复用等方法,采用凸优化理论,解决了簇数、节点传输时隙分配和信道复用距离间的联合优化问题。在传输功率的计算上,引入了相对于LEACH的无线电通信模型,更具实用意义的信号干扰比模型。基于Matlab的仿真结果证实,该方案能够显著提高网络的能量有效性。