无线传感器网络节点调度算法leach算法

资 源 简 介

无线传感器网络节点调度算法leach算法

详 情 说 明

LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）算法是无线传感器网络中经典的分布式分簇路由协议，其核心思想是通过动态轮换簇头节点实现网络能耗均衡。该算法将工作周期分为建立阶段和稳定阶段，通过随机选举机制避免固定簇头导致的能量空洞问题。

在建立阶段，节点自主生成随机数决定是否担任簇头，当选概率与预设的簇头比例及节点未当选次数相关。这种随机轮换机制使得高能耗的簇头任务能均匀分摊到所有节点上。当选簇头后，节点广播通告消息，其他普通节点根据信号强度选择加入最近的簇，形成拓扑结构。

稳定阶段采用TDMA时隙分配方式，簇内成员仅在指定时段传输数据，其余时间可进入低功耗状态。簇头节点负责数据聚合和转发至基站，这种层次化处理显著减少了网络总体通信量。每轮结束后重新进入建立阶段，开始新一轮簇头选举。

LEACH的创新性在于通过本地决策实现全局能耗优化，无需全局网络信息。但后续研究也发现其在簇头分布不均、跨簇通信能耗等方面存在改进空间，衍生出LEACH-C、LEACH-E等改进版本。该算法为后续层次型路由协议奠定了重要基础，特别适用于需要长期部署的大规模传感网络场景。