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LEACH 协议

资 源 简 介

LEACH 协议

详 情 说 明

LEACH协议作为无线传感器网络中的经典分层路由方案,其核心思想是通过动态聚类来平衡网络能耗。在传统平面路由中,所有节点直接与基站通信,导致远距离节点因持续高功耗而快速失效。LEACH通过周期性选举簇头节点构建双层架构,使普通节点只需与邻近簇头通信,再由簇头汇总数据转发至基站,极大降低了整体能耗。

协议运作分为轮次周期,每轮包含两个阶段:簇建立阶段和稳定传输阶段。在簇建立阶段,节点根据预设比例和自身剩余能量,通过随机数竞争成为簇头,随后广播邀请信息。普通节点选择信号最强的簇头加入,形成动态拓扑。稳定阶段则进行数据采集与聚合传输,通过TDMA机制避免碰撞。这种轮换机制使能量消耗均匀分布,延长网络生命周期。

然而LEACH存在明显局限:随机选举可能造成簇头分布不均,某些节点被迫长距离通信;未考虑实际剩余能量,低电量节点可能被选为簇头;单跳传输模式在大规模网络中效率低下。针对这些问题,改进算法可引入能量阈值机制,只有电量高于阈值的节点参与簇头竞争;采用多跳路由优化簇头与基站间的通信;或通过地理位置信息辅助分簇,实现更合理的拓扑结构。这些优化方向均致力于解决无线传感器网络中资源受限的核心矛盾。