Adaptiv klusterhierarki med låg energi
Lågenergi adaptiv klusterhierarki ("LEACH") är ett TDMA -baserat MAC- protokoll som är integrerat med klustring och ett enkelt routingprotokoll i trådlösa sensornätverk (WSN). Målet med LEACH är att sänka energiförbrukningen som krävs för att skapa och underhålla kluster för att förbättra livslängden för ett trådlöst sensornätverk.
Protokoll
LEACH är ett hierarkiskt protokoll där de flesta noder sänder till klusterhuvuden, och klusterhuvudena aggregerar och komprimerar data och vidarebefordrar den till basstationen (sink). Varje nod använder en stokastisk algoritm vid varje omgång för att avgöra om den kommer att bli ett klusterhuvud i denna omgång. LEACH antar att varje nod har en radio som är tillräckligt kraftfull för att direkt nå basstationen eller närmaste klusterhuvud, men att använda denna radio med full effekt hela tiden skulle slösa energi.
Noder som har varit klusterhuvuden kan inte bli klusterhuvuden igen för P -rundor, där P är den önskade andelen klusterhuvuden. Därefter har varje nod en 1/ P sannolikhet att bli ett klusterhuvud igen. I slutet av varje omgång väljer varje nod som inte är ett klusterhuvud det närmaste klusterhuvudet och ansluter sig till det klustret. Klusterhuvudet skapar sedan ett schema för varje nod i sitt kluster för att överföra dess data.
Alla noder som inte är klusterhuvuden kommunicerar endast med klusterhuvudet på ett TDMA-sätt, enligt det schema som skapats av klusterhuvudet. De gör det med den minsta energi som behövs för att nå klusterhuvudet och behöver bara hålla sina radioapparater påslagna under sin tidslucka.
LEACH använder också CDMA så att varje kluster använder en annan uppsättning CDMA-koder, för att minimera interferens mellan kluster.
Egenskaper
Egenskaperna för denna algoritm inkluderar:
- Klusterbaserad
- Slumpmässigt val av klusterhuvud varje omgång med rotation. Eller val av klusterhuvud baserat på sensor med högsta energi
- Adaptivt klustermedlemskap
- Dataaggregering vid klusterhuvud
- Klusterhuvud kommunicerar direkt med diskhon eller användaren
- Kommunikation sker med klusterhuvud via TDMA
- Tröskelvärde
Brister med LEACH
Brister med LEACH inkluderar:
- Återstående energi mellan noderna beaktas inte när du väljer Cluster Heads
- Slumpmässiga och varierande klusterformationer
- Slumpmässig och ojämn fördelning av klusterhuvuden
- Single hop-kommunikation i situationer där energianvändningen är mindre effektiv från klusterhuvud till basstation
- Flera kluster kanske inte krävs någon gång och vid någon tidpunkt kan antalet optimala kluster vara så högt som N (antal levande noder i nätverket)