认知无线传感器网络(CRSN)是一种将认知无线电(CR)技术引入到无线传感器网络(WSN)中而形成的一种新型网络。CRSN不仅能够缓解非授权频谱的拥挤状况,而且能够提高授权频谱的利用率。然而CRSN同时面临着高成本以及高能耗的挑战。为了应对这些挑战,本文提出了认知节点和数据节点分离的异构认知无线传感器网络(HCRSN)。基于分簇的层次型路由在网络拓扑控制、降低网络能耗以及减少冗余数据等方面有较大优势,而传统WSN和CRSN中的分簇路由算法无法有效应用于HCRSN,因此需要针对HCRSN的网络特性设计出适合于HCRSN的分簇路由协议。论文的主要研究内容和创新成果如下:1.本文介绍了WSN和CRSN,简要叙述了CRSN的应用以及WSN和CRSN中的分簇路由算法。2.本文根据HCRSN的网络特性提出了一种能够有效适用于HCRSN的低能量自适应分簇路由算法HLEACH。该算法首先基于HCRSN中节点的工作时序,在保证每个簇的信道检测概率足够高的前提下推导出了可以最小化网络能耗的最优簇数。然后算法通过簇首选择准则和簇成员入簇准则有效均衡了簇首在网络中的分布、认知节点在簇中的分布以及簇首的能量消耗。仿真结果表明,相较于传统WSN和CRSN中的分簇路由算法,HLEACH算法在平均信道检测概率、网络生存周期、簇内认知节点分布均衡性和簇首能耗均衡性等方面具有较好的性能。3.在提出时间触发型HCRSN分簇路由算法后,本文进一步提出基于事件驱动类型HCRSN的分簇路由算法HEECR。文中首先分析了事件驱动类型HCRSN分簇路由协议的主要研究内容,然后根据研究内容制定相应的算法。在HEECR算法中,网络区域内发生的事件会触发数据节点,被激活的数据节点会通过控制信息包激活周围认知节点。所有激活的认知节点将根据自身的剩余能量以及自身到所有被激活数据节点的平均距离参与竞选簇首,剩余能量较多且平均距离较短的认知节点担任簇首。然后簇首通过节点激活算法激活簇首到Sink节点间的认知节点,最后由Sink节点来决定路由。