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近年来,随着无线通信、电子技术、微机电系统(MEMS)和微型传感器技术不断的发展,使得开发低成本,低功耗,多功能的传感器节点成为了可能,这些微型的传感器节点包括感知、数据处理、定位、通信等模块,它们相互之间或者直接与外部的基站能够实现无拘束的短距离无线通信。一个无线传感器网络中包含数百或数千个传感器节点,用于监测目标区域内指定的参数,节点之间通过自组织构建网络,以单跳或者多跳的方式传输数据。无线传感器网络的应用涉及军事、医疗、环境、工业等领域,组网灵活、自组织、环境适应能力强等特点使得无线传感器网络的应用前景被广泛看好。但是无线传感器网络也受到一些限制,例如,有限的能源供应,有限的计算能力和有限的带宽资源等。目前,大多数无线传感器网络的研究主要集中在设计能量高效利用的算法和协议,以节约能源,从而延迟网络的生命周期。其中,拓扑控制对提高网络能量利用效率,降低节点通信干扰、延长网络生命周期等方面扮演着非常重要的角色。拓扑控制的目标是通过改变节点的发射功率、在网络中引入分簇或者简单的把一些节点关闭一段时间来动态地改变网络的拓扑结构,并维持网络的某些重要特性,例如连通性和覆盖度等,同时减少节点的能量消耗,达到延迟网络寿命的目的。目前,拓扑控制的研究主要分为两个部分:功率控制和层次型分簇算法。低功耗自适应分簇算法LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)是最经典的以分簇为基础的层次型路由算法,在无线传感器网络中旨在均衡每一个传感器节点的能量消耗和延长网络的寿命。本文深入研究了LEACH算法的工作原理,指出了LEACH算法存在以下问题:剩余能量较少的节点当选为簇头、簇头分布不均匀和簇内成员节点能量消耗不均匀等,从而使得某些节点过早死亡,能量有效性下降等问题。基于此,在LEACH算法的基础上,提出LEACH-B改进算法,该算法在簇头选举过程中,充分考虑了节点的剩余能量,簇头分布以及离基站的距离等。然后对改进算法用MATLAB软件进行仿真,并对仿真结果进行分析。LEACH-B算法仿真结果表明,与经典LEACH算法相比较,提高了能量的有效性,更好地均衡了网络中能量的消耗,从而有效延长了网络寿命。