随着物联网应用热潮的兴起，作为其感知层的无线传感网的路由技术成为新的研究热点。无线传感器节点是由电池供电，特殊的工作环境决定了节点电池的不可更换性。由于无线传感网中部分节点的过早死亡会造成整个网络通信的瘫痪，因此，节点的节能和能耗均衡是无线传感网有效工作的前提。本文针对传感器节点的这些限制，提出了一种异构网络中基于圆环域的单、多跳结合的簇头混合通信路由算法（LEACH-RMC）。通过均衡网络的能量负载以整体达到增加网络寿命的目的。

1 分簇路由与能耗不均衡性
无线传感网路由协议分为平面路由和分层路由。分层路由可以有效地减少网络的能量消耗[1]，许多能量高效的路由协议都是在簇结构的基础上设计的。MIT的HEINZELMANZ W等人率先提出分层的LEACH协议[1]，它通过等概率周期性选择簇头，将整个网络的能量负载平均分配到每个节点，以达到降低网络能耗的目的。但LEACH不适合在异构网络中使用。SMARAGDAKIS G等人在LEACH的基础上提出了适用于异构网络的SEP协议[2]，簇头选举以初始能量为参数，能量高的节点更多地当选簇头，但它没有考虑节点的剩余能量。卿利等人提出一种新的分布式能量有效成簇算法DEEC[3]，在SEP的基础上考虑了节点的剩余能量,它能获得比LEACH和SEP等算法更长的生存时间和吞吐量[3]。但是，这些协议都没有最大化网络的效益。首先，它们都采用簇头轮换机制，每个节点都有机会担当簇头，因此所有节点都应具备必要的硬件条件；其次，在通信中使用的都是单跳，距离基站远的簇头将消耗更多的能量。相反，采用多跳通信，距离基站近的簇头因为要转发更多数据而存在更大的能量负载。因此网络中总是存在不均衡耗能的模式。
2 异构网络模型
2.1 网络结构
将监测区看成是半径为R的圆域，基站在圆心位置。节点随机分布在圆域中，簇头密度为?姿1，因此每个簇头平均传输半径为r1：

簇头过早死亡造成网络瘫痪。

图3是两种协议在各轮次的总能耗比较。由图明显得到,200轮以前两种协议均处于稳定状态，而 LEACH-RMC协议在每轮的能耗都比LEACH少,这说明LEACH-RMC协议均衡了网络各轮次的能耗。

在无线传感网中，使用分簇然后引进一些强大的节点始终作为簇头,能够提高系统的性能，延长网络生命周期而且节约了硬件花费。而混合通信模式有效地均衡了网络的负载，延长了网络的稳定期。通过分析和实验仿真，证明了LEACH-RMC协议比LEACH效果好。
参考文献
[1] HEINZELMAN W, CHANDRAKASAN A, BALAKRISHNAN H. An application-specific protocol architecture for wireless microsensor networks [J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2002, 1(4): 660–670.
[2] SMARAGDAKIS G, MATTAI, B A. SEP: A stable election protocol for clustered heterogenous wireless sensor networks[C]. Proceedings of the International Workshop on Sensor and Actor Network Protocols and Applications, Boston,USA.2004.
[3] 卿利,朱清新,王明文.异构传感器网络的分布式能量有效成簇算法[J].软件学报, 2006,17(3):481-489.
[4] Li Min, Long Jun, Jian Pingyin. An efficient key management based on dynamic generation of polynomials for heterogeneous sensor networks[C]. 2010 2nd International Conference on Computer Engineering and Technology. 2010 IEEE:460-464.
[5] MACHADO R, ANSARI N, WANG G. Adaptive density control in heterogeneous wireless sensor networks with and without power management[J]. IET Commun, 2010,4(7):758-767.
[6] Li Han. LEACH-HPR: An energy efficient routing algorithm for heterogeneous WSN[C]. Intelligent Computing and Intelligent Systems (ICIS), 2010 IEEE International Conference on, Oct. 2010(2):507-511.