无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）是一种具有连通性的网络系统,该系统将数量不定的传感器以非结构化但逻辑有序的方式部署在监测区域内,传感器之间通过无线信道传输的控制消息来获取相关信息,因此具有感应环境、收集处理数据以及交互信息的能力。随着无线传感器网络的深入应用,不同领域的专家学者们也相继开展研究。在5G时代下,人们对网络的覆盖率要求更高,在地理环境复杂,地势偏远的地方部署网络就尤为必要,但是由于该类型的地区无法进行人为操控,传感器网络中的节点只能靠单一的电池实现能源供给,一旦耗尽全部节点有限的能量,系统便会停止工作。那么如何最大化地提高能量利用率,让整个网络系统尽可能得到长时间的利用成为亟待解决的问题。本文将通信协议的网络层作为切入口,通过设计出一种基于LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议的高效算法来达到降低能耗速度、延长网络生命周期和提高数据传输效率的目的。LEACH协议本身属于分簇协议,具有转控分离、拓扑扩展性灵活等优点,该协议也是解决能耗问题首选的协议。通过对传统LEACH协议不足的分析,以及相关改进算法的研究和借鉴,本文提出了两种方案来实现优化,并根据仿真软件得出的性能数据来判定提出的新算法是否可行,具体思路如下:第一种是结合了布谷鸟搜索算法的LEACH极值双簇首分簇方案。传统的LEACH协议在簇首选举上存在不确定性,对整个网络能效产生不利的影响,综合考虑到簇首需要在管理簇中节点以及传输数据上消耗一定的能量,于是在选择簇首时加入了节点的剩余能量和到基站之间的距离两个因素,节点饱和度最高的簇,距离基站最远的簇首所在的簇均采取双簇首机制,前者副簇首分摊主簇首在管理上的能耗量,后者副簇首减轻主簇首在传输上的能耗量,最后在数据传输阶段,各簇首利用布谷鸟搜索算法选择转发节点建立当前簇首到基站间的簇间路由,布谷鸟搜索算法能够快速地选择最佳中继节点避免形成单一化的簇间路由。第二种是5G下的演化博弈簇间路由优化方案。基于5G技术提出的服务质量要求,将可靠因子和时延因子引入丰富簇首选择的因素,另外在确定传输数据的簇间多跳路由时,将候选簇首作为独立的博弈参与者,以“剩余能量”和“候选簇首个数”为依据轮流充当唯一的转发者,实现收益最大化,但若出现无候选转发簇首或者多个候选转发簇首时,按照“距离选举法”确定最终转发节点,优化传输路径。本文利用仿真软件MATLAB2018a模拟真实网络环境。传感器在相同参数配置下,分别运行LEACH协议,比较算法和改进的算法,得出不同性能指标下的实验结果图,由此评估各算法的优劣,结果表明本文提出的两种算法都能够很好地降低网络节点死亡速率、延长网络寿命、提高工作稳定性、提升数据传输效率。