LEACH協(xié)議運(yùn)行過(guò)程包括三個(gè)階段:簇首的選擇、分簇過(guò)程和信息傳輸。 VNQ830協(xié)議的時(shí)序圖協(xié)議周期性按輪(round)運(yùn)行,每個(gè)round循環(huán)分為兩個(gè)階段,包括簇的建立和簇的穩(wěn)定。其中,簇的建立又可細(xì)分為廣播、簇的建立和TDMA時(shí)間列表三個(gè)階段,簇的穩(wěn)定也就是數(shù)據(jù)傳輸階段P刨。穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間要比簇的建立階段所需時(shí)間大。

    圖3,3表示LEACH協(xié)議的總流程圖。在每一輪開始的時(shí)候,首先通過(guò)隨機(jī)算法選出一些節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn),簇頭節(jié)點(diǎn)向周圍廣播消息,鄰近節(jié)點(diǎn)根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度加入相應(yīng)的簇頭,并通知相關(guān)的簇頭,簇頭節(jié)點(diǎn)再采用TDMA方式為簇內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配傳輸數(shù)據(jù)所需的時(shí)片,最后完成分簇過(guò)程。所有非簇頭節(jié)點(diǎn)將本身所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn),而簇頭節(jié)點(diǎn)將對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理,再發(fā)送給sink節(jié)點(diǎn),以此完成一輪。

   簇頭選擇

   在LEACH協(xié)議中,每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都可以直接跟sink節(jié)點(diǎn)通信,由

節(jié)點(diǎn)一般與sink節(jié)點(diǎn)距離比較遠(yuǎn),直接與sink節(jié)點(diǎn)通信會(huì)消耗大量的能量,使用LEACH協(xié)議后,簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)直接與相應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn)通信,而簇頭節(jié)點(diǎn)直接與sink節(jié)點(diǎn)通信。與每個(gè)節(jié)點(diǎn)直接與sink節(jié)點(diǎn)通信方案對(duì)比,使用LEACH協(xié)議后總的通信距離減少,同時(shí)簇頭節(jié)點(diǎn)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理,減少的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量。但是,簇頭節(jié)點(diǎn)由于所承擔(dān)的任務(wù)重,需要消耗大量能量,為了避免簇頭節(jié)點(diǎn)過(guò)早死亡,需要定期更換簇頭節(jié)點(diǎn)。

    簇頭節(jié)點(diǎn)的選擇是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所需的簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)的次數(shù)來(lái)決定。具體過(guò)程為:每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)lO刂的隨機(jī)數(shù),倘若產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)小于所設(shè)定的閾值「l″),那么該節(jié)點(diǎn)將成為簇頭節(jié)點(diǎn)。

    表示傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù),`為簇頭節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)與節(jié)點(diǎn)總數(shù)的比值,r

為當(dāng)前所處的輪數(shù),C為未當(dāng)選的節(jié)點(diǎn)。也就是代表初始條件下,所有節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)的概率都為。,表示此時(shí)節(jié)點(diǎn)都可以擔(dān)任簇頭節(jié)點(diǎn)。隨著'值的增大,擔(dān)任簇頭節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)逐漸增加,以此同時(shí),剩余節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)的概率將增大。當(dāng)進(jìn)行完1/p輪后,簇頭節(jié)點(diǎn)的選擇將重新進(jìn)行。