1、LEACH算法的學(xué)習(xí)摘要一、LEACH的定義LEACH:低功耗自適應(yīng)路由算法二、LEACH算法的工作流程1.總述LEACH路由協(xié)議主要分為兩個階段：即簇建立階段(setup phase)和穩(wěn)定運行階段(ready phase)。簇建立階段和穩(wěn)定運行階段所持續(xù)的時間總和為一輪(round)。為減少協(xié)議開銷，穩(wěn)定運行階段的持續(xù)時間要長于簇建立階段。2.簇建立階段在簇建立階段，傳感器節(jié)點隨機生成一個0，1之間的隨機數(shù)，并且與閾值T(n)做比較，如果小于該閾值，則該節(jié)點就會當(dāng)選為簇頭。T(n)按照下列公式計算：式中：P為節(jié)點成為簇頭節(jié)點的百分數(shù)，r為當(dāng)前輪數(shù)，G為在最近的1/p輪中未當(dāng)選簇頭的節(jié)點集合

2、。簇頭節(jié)點選定后，廣播自己成為簇頭的消息，節(jié)點根據(jù)接收到的消息的強度決定加入哪個簇，并告知相應(yīng)的簇頭，完成簇的建立過程。然后，簇頭節(jié)點采用TDMA的方式，為簇內(nèi)成員分配傳送數(shù)據(jù)的時隙。3.穩(wěn)定階段在穩(wěn)定階段，傳感器節(jié)點將采集的數(shù)據(jù)傳送到簇頭節(jié)點。簇頭節(jié)點對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合后再將信息傳送給匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控中心來進行數(shù)據(jù)的處理。穩(wěn)定階段持續(xù)一段時間后，網(wǎng)絡(luò)重新進入簇的建立階段，進行下一輪的簇重建，不斷循環(huán)。三、LEACH算法的優(yōu)點1.LEACH算法屬于分層路由協(xié)議，節(jié)點之間反應(yīng)速度快，簇頭進行輪轉(zhuǎn)性選舉，能夠保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點能量均衡的消耗，從而有效地延長無線傳感

3、網(wǎng)絡(luò)的生命周期，低功耗的目的。2.各個節(jié)點之間不再是無序的建立通信路由，數(shù)據(jù)信息的傳遞具有一定的規(guī)則，普通節(jié)點只能向上一級簇頭傳送數(shù)據(jù)信息，一級粗托只能向二級簇頭傳送數(shù)據(jù)信息。很大程度上節(jié)省了能量，減少了能量的浪費。3.相近的節(jié)點之間接收到的數(shù)據(jù)信息有可能相同或相近，這就需要簇頭進行必要的數(shù)據(jù)融合。更好的提升了能量的利用率。4.每個簇頭都要進行數(shù)據(jù)融合，因為每個簇頭接收到的都是局部數(shù)據(jù)信息，所以數(shù)據(jù)信息都是比較相關(guān)，給數(shù)據(jù)的融合帶來了較快的速度。5.LEACH路由算法采用TDMA和CDMA的MAC層機制進行各個節(jié)點間的數(shù)據(jù)信息的傳遞，保證了簇內(nèi)各個節(jié)點有序的跟簇頭節(jié)點的傳遞數(shù)據(jù)，也保證了簇頭S

4、ink節(jié)點進行有序的信息傳遞，從而避免了簇內(nèi)和簇間的相互通信沖突。6.LEACH路由協(xié)議感應(yīng)外界的環(huán)境信息，是周期性的進行檢測，各個周期之間不間斷地進行。LEACH協(xié)議非常適合長期、連續(xù)性的進行環(huán)境的檢測。為野外長時間、不間斷地檢測提供了保證。7.有些檢測不需要隨時獲取檢測的數(shù)據(jù)信息，只是當(dāng)環(huán)境中有意外、異常情況發(fā)生時，才進行必要的檢測盒數(shù)據(jù)信息的傳遞。這種不需要周期性的信息傳遞，減少了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，提高了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。8.每進行完一輪數(shù)據(jù)信息的傳送，網(wǎng)絡(luò)進行重新的簇頭選舉，保證了各個節(jié)點之間能量的均衡消耗，提高了能量的利用率。四、LEACH算法的缺點1.LEACH路由協(xié)議算法中沒有說明簇頭節(jié)點如何進行選舉分配，才能保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞的更優(yōu)。2.LEACH路由協(xié)議算法中每進行一輪的數(shù)據(jù)傳輸，全網(wǎng)就進行一次簇頭的重新選舉，一些不必要的全網(wǎng)簇頭選舉需要消耗過多的能量，大部分的電池能量可能被浪費在簇頭的重新選舉中，節(jié)點消耗能量過多，進而過早的死去，從而降低了能量的利用率，降低了網(wǎng)絡(luò)生命周期。3.在經(jīng)典的LEACH路由算法中，簇頭的選舉不具有合理性，通過簡單的公式設(shè)定簇頭選舉的閾值，不利于提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量的利用率。沒有考慮節(jié)點的剩余能量。密度以