【无线传感网】LEACH路由算法

1、LEACH路由算法简介

        LEACH协议,全称是“低功耗自适应集簇分层型协议” (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy),是一种无线传感器网络路由协议。基于LEACH协议的算法,称为LEACH算法。

2、LEACH路由算法的基本思想

         LEACH路由协议与以往的路由协议的不同之处在于其改变了以往簇头是固定的概念,以循环的方式随机选择簇头节点,将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中,从而达到降低网络能源消耗、提高网络整体生存时间的目的。仿真表明,与一般的平面多跳路由协议和静态分层算法相比,LEACH分簇协议可以将网络生命周期延长15%。

3、LEACH路由算法的数学模型

        在实际操作时使用了“轮”(Rounds)的概念,它的执行过程是按照一定周期性的。每一轮可以分为成簇阶段和数据传输阶段

(1)成阶段

      每一个无线传感器网络节点随机生成[0,1]的随机数,通过公式(1)的阈值判定公式产生一个阈值,将随机值和阈值进行比较,如果这个随机值小于阈值 T(n) ,则成为簇头节点。T(n)按公式(2.1)计算:

        其中,r为目前选举轮数,p为簇头节点所占百分数,G 为最近1/p轮没有成为簇头的节点集合。从公式(2.1)可以知道,其中随着轮数的增加,T(n)的值也逐渐增大,此刻的阈值越大未担任过簇头的节点在下一轮中成为簇头的概率越大。

        当选簇头广播簇头消息,非簇头节点根据接收信号的强度,选择强度最大的加入该簇。簇头节点采用时分多址(TDM

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