LEACH协议性能介绍

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鉴于LEACH协议的优越性能,我们在这篇文章中,为大家详细介绍一下这个协议。首先我们阐述了这个协议的来源,其次对这个协议进行了原理及性能上的分析和讲解。

LEACH协议这一概念可能并不是很多人清楚。这个协议的使用多在自适应网络中。并且它还具有负载均衡的功能,所以了解它的朋友们,都很喜欢这个协议的使用。所以在此,我们就来对这个协议进行一个具体的讲解,希望大家都能了解到LEACH协议的功能。

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

LEACH协议全称是“低功耗自适应集簇分层型协议” (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)。

详细介绍

该算法基本思想是:以循环的方式随机选择蔟首节点,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协议可以将网络生命周期延长15%。

LEACH在运行过程中不断的循环执行蔟的重构过程,每个蔟重构过程可以用回合的概念来描述。每个回合可以分成两个阶段:蔟的建立阶段和传输数据的稳定阶段。为了节省资源开销,稳定阶段的持续时间要大于建立阶段的持续时间。蔟的建立过程可分成4个阶段:蔟首节点的选择、蔟首节点的广播、蔟首节点的建立和调度机制的生成。

蔟首节点的选择依据网络中所需要的蔟首节点总数和迄今为止每个节点已成为蔟首节点的次数来决定。具体的选择办法是:每个传感器节点随机选择0-1之间的一个值。如果选定的值小于某一个阀值,那么这个节点成为蔟首节点。

选定蔟首节点后,通过广播告知整个网络。网络中的其他节点根据接收信息的信号强度决定从属的蔟,并通知相应的蔟首节点,完成蔟的建立。***,蔟首节点采用TDMA方式为蔟中每个节点分配向其传递数据的时间点。

稳定阶段中,传感器节点将采集的数据传送到蔟首节点。蔟首节点对蔟中所有节点所采集的数据进行信息融合后再传送给汇聚节点,这是一种叫少通信业务量的合理工作模型。稳定阶段持续一段时间后,网络重新进入蔟的建立阶段,进行下一回合的蔟重构,不断循环,每个蔟采用不同的CDMA代码进行通信来减少其他蔟内节点的干扰。

LEACH协议主要分为两个阶段:即簇建立阶段(setup phase)和稳定运行阶段(ready phase)。簇建立阶段和稳定运行阶段所持续的时间总和为一轮(round)。为减少协议开销,稳定运行阶段的持续时间要长于簇建立阶段。

在簇建立阶段,传感器节点随机生成一个0,1之间的随机数,并且与阈值T(n)做比较,如果小于该阈值,则该节点就会当选为簇头。

责任编辑:佟健 来源: IT168
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