无线传感器网络是近些年来信息领域里大力研究和发展的重点方向之一。大量高密度分布的传感器节点，在不需要事先大规模的基础设施建设条件下，可以随机或人工有序的播撒到不可达或危险地域，这使得传感网具有广阔的应用前景，已经涵盖了家居、军事、野外环境、农田监测等众多领域。然而，大规模部署的传感器网络由于节点众多，如何有效的管理这些节点并形成有效的拓扑结构便成为研究的热点。基于分簇的自组织组网策略是一个行之有效的方法，将传感器网络分成多个子簇并由簇头对所属的簇进行管理，这样既方便网络的扩展，又能有效的利用系统能量。　　本文主要从能量有效性角度研究无线传感器网络的分簇算法。简单来说，分簇可以分为两个步骤，其一是簇头的选举，其二是簇的形成。本文针对同构均匀分布、异构均匀分布以及同构非均匀分布这三种不同类型的网络设计了相应的簇头选举算法，此外，对传统分簇算法中忽略掉的簇的形成过程进行了深入分析，并提出了基于最小能量和最大化生命周期的簇形成策略。　　对同构均匀分布的网络，本文在全局博弈分簇的基础上，提出了基于局部博弈的分簇算法。将每个节点看做是一个博弈分簇游戏的发起者，其自身和其邻居则作为游戏的参与者一起角逐簇头。根据纳什均衡理论，每个节点在局部博弈游戏里都有一个其认为最优的竞选簇头的概率。为了获取最优收益，局部区域内限制只有一个真实簇头。对于被落下的“遗留节点”，本文提出了两种可选方案，一种是节点提高发射功率，加入较远距离的真实簇头;另一种是所有遗留节点立即成为备选簇头，并再此竞争成为真实簇头。本文提出的局部博弈算法在仿真中表现出良好的性能。　　对异构均匀分布的网络，本文在总结已有的基于概率的同构异构网络分簇算法的基础上，指出这些算法的核心思想是权重函数的选取标准不同而已。据此，本文设计了基于剩余能量的非线性权重概率函数，该函数能够强化具有较多剩余能量当选簇头的概率而同时削弱能量较少节点当选簇头的概率。仿真结果显示本文提出的基于非线性权重概率的分簇算法能够有效提高异构均匀分布网络的使用寿命。　　对同构非均匀分布的网络，本文在均匀分布网络分簇的基础上，推导出了节点竞选簇头的概率与节点密度之间的数学关系。该理论分析指出，节点分布较为密集区域的节点竞选簇头的概率应该较小。据此，本文提出了基于节点密度的分簇算法，各个节点首先计算自己通信范围内的节点密度，并根据此密度决定竞选概率。该算法能够适应任意形状的非均匀分布传感器网络，具有较强的实际应用价值。仿真结果显示本算法比经典的均匀分布算法LEACH性能要好。　　针对成簇的过程，传统方法都采用普通节点加入离自己最近的簇头这一策略。本文对这一点提出了质疑并进行了分析，认为在普通节点能够收到多个簇头的情况下，应该给普通节点以自主决定权，根据一定的标准去选择较好的簇头。为此，本文提出了两种策略，基于最小能量的策略要求普通节点选择能够使该节点到簇头再到基站的整体能量最小的簇头，而基于最大化共同生命周期的策略要求普通节点选择能够使该节点和簇头都共同存活最长时间的簇头。仿真结果显示这两种策略都能够一定程度上提高网络生存周期。　　本文从不同角度认真研究了传感器网络的分簇问题，然而传感器网络应用场景繁多，节点种类及数量也较多，因而本文不足以将传感器网络的分簇问题彻底解决掉，后续还有很多问题有待深入分析。