Leach算法(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一種用于無線傳感器網絡中的能量有效的分簇協議。其原理如下:
集群形成:在Leach算法中,節點被分為兩個不同的角色:簇頭節點和普通節點。初始時,每個節點都是普通節點。節點根據自身的能量水平通過隨機選擇的方式決定是否成為簇頭節點。簇頭節點負責接收來自普通節點的數據,并進行聚合和傳輸。
簇頭選擇:每個普通節點根據某個概率閾值決定是否成為簇頭節點。概率閾值與節點的能量水平成反比,即能量越低,成為簇頭節點的概率越高。這樣可以實現能量均衡,防止某些節點能量過早耗盡。
簇形成:普通節點選擇距離自己最近的簇頭節點加入該簇。簇頭節點負責維護簇內的節點列表。普通節點將數據發送給所屬簇頭節點,并由簇頭節點負責將數據聚合和傳輸。
數據傳輸:簇頭節點負責將聚合后的數據傳輸給基站。為了減小能量消耗,簇頭節點可以選擇多跳傳輸,即將數據傳輸給其他簇頭節點,由后者負責將數據傳輸給基站。
輪換:每一輪后,簇頭節點會被重新選擇。這樣可以保證能量消耗均衡,延長整個網絡的生命周期。
通過上述原理,Leach算法可以有效地減小能量消耗,延長無線傳感器網絡的生命周期。