LEACH協(xié)議這一概念可能并不是很多人清楚。這個協(xié)議的使用多在自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中。并且它還具有負(fù)載均衡的功能，所以了解它的朋友們，都很喜歡這個協(xié)議的使用。所以在此，我們就來對這個協(xié)議進(jìn)行一個具體的講解，希望大家都能了解到LEACH協(xié)議的功能。

LEACH來源于Wendi Rabiner Heinzelman, Anantha Chandrakasan, 和Hari Balakrishnan三人在2000年P(guān)roceedings of the 33rd Hawaii International Conference on System Sciences上的一篇文章Energy-Efficient Communication Protocol forWireless Microsensor Networks。

LEACH協(xié)議全稱是“低功耗自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議” (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)。

詳細(xì)介紹

該算法基本思想是：以循環(huán)的方式隨機(jī)選擇蔟首節(jié)點(diǎn)，將整個網(wǎng)絡(luò)的能量負(fù)載平均分配到每個傳感器節(jié)點(diǎn)中，從而達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)能源消耗、提高網(wǎng)絡(luò)整體生存時間的目的。仿真表明，與一般的平面多跳路由協(xié)議和靜態(tài)分層算法相比，LEACH協(xié)議可以將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長15%。

LEACH在運(yùn)行過程中不斷的循環(huán)執(zhí)行蔟的重構(gòu)過程，每個蔟重構(gòu)過程可以用回合的概念來描述。每個回合可以分成兩個階段：蔟的建立階段和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定階段。為了節(jié)省資源開銷，穩(wěn)定階段的持續(xù)時間要大于建立階段的持續(xù)時間。蔟的建立過程可分成4個階段：蔟首節(jié)點(diǎn)的選擇、蔟首節(jié)點(diǎn)的廣播、蔟首節(jié)點(diǎn)的建立和調(diào)度機(jī)制的生成。

蔟首節(jié)點(diǎn)的選擇依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中所需要的蔟首節(jié)點(diǎn)總數(shù)和迄今為止每個節(jié)點(diǎn)已成為蔟首節(jié)點(diǎn)的次數(shù)來決定。具體的選擇辦法是：每個傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇0-1之間的一個值。如果選定的值小于某一個閥值，那么這個節(jié)點(diǎn)成為蔟首節(jié)點(diǎn)。

選定蔟首節(jié)點(diǎn)后，通過廣播告知整個網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收信息的信號強(qiáng)度決定從屬的蔟，并通知相應(yīng)的蔟首節(jié)點(diǎn)，完成蔟的建立。***，蔟首節(jié)點(diǎn)采用TDMA方式為蔟中每個節(jié)點(diǎn)分配向其傳遞數(shù)據(jù)的時間點(diǎn)。

穩(wěn)定階段中，傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)傳送到蔟首節(jié)點(diǎn)。蔟首節(jié)點(diǎn)對蔟中所有節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合后再傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)，這是一種叫少通信業(yè)務(wù)量的合理工作模型。穩(wěn)定階段持續(xù)一段時間后，網(wǎng)絡(luò)重新進(jìn)入蔟的建立階段，進(jìn)行下一回合的蔟重構(gòu)，不斷循環(huán)，每個蔟采用不同的CDMA代碼進(jìn)行通信來減少其他蔟內(nèi)節(jié)點(diǎn)的干擾。

LEACH協(xié)議主要分為兩個階段：即簇建立階段(setup phase)和穩(wěn)定運(yùn)行階段(ready phase)。簇建立階段和穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行階段的持續(xù)時間要長于簇建立階段。

在簇建立階段，傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)生成一個0，1之間的隨機(jī)數(shù)，并且與閾值T(n)做比較，如果小于該閾值，則該節(jié)點(diǎn)就會當(dāng)選為簇頭。