저에너지 적응형 클러스터링 계층 구조

Low-energy adaptive clustering hierarchy

저에너지 적응형 클러스터링 계층("LEACH")[1]은 TDMA 기반 MAC 프로토콜로, WSN(무선 센서 네트워크)에서 클러스터링 및 간단한 라우팅 프로토콜과 통합되어 있다.LEACH의 목표는 무선 센서 네트워크의 수명을 개선하기 위해 클러스터를 만들고 유지하는 데 필요한 에너지 소비를 줄이는 것이다.

프로토콜

LEACH는 대부분의 노드가 클러스터 헤드로 전송하고 클러스터 헤드가 데이터를 집계·압축해 기지국(싱크)으로 전달하는 계층적 프로토콜이다.각 노드는 각 라운드에서 확률 알고리즘을 사용하여 이 라운드에서 클러스터 헤드가 될지 여부를 결정한다.LEACH는 각 노드가 기지국이나 가장 가까운 클러스터 헤드에 직접 도달할 수 있을 만큼 강력한 무선을 가지고 있지만, 이 무전기를 항상 최대 전력으로 사용하는 것은 에너지를 낭비할 것이라고 가정한다.

클러스터 헤드가 된 노드는 P 라운드에 대해 다시 클러스터 헤드가 될 수 없으며, 여기서 P는 클러스터 헤드의 원하는 백분율이다.그 후, 각 노드는 다시 클러스터 헤드가 될 확률이 1/P이다.각 라운드가 끝날 때 클러스터 헤드가 아닌 각 노드는 가장 가까운 클러스터 헤드를 선택하고 해당 클러스터에 합류한다.그런 다음 클러스터 헤드는 클러스터에 있는 각 노드의 데이터 전송 스케줄을 생성한다.

클러스터 헤드가 아닌 모든 노드는 클러스터 헤드가 생성한 일정에 따라 클러스터 헤드와 TDMA 방식으로만 통신한다.이들은 클러스터 헤드에 도달하는 데 필요한 최소 에너지를 사용하고 시간 간격 동안만 라디오를 켜두면 된다.

LEACH는 또한 클러스터 간의 간섭을 최소화하기 위해 각 클러스터가 서로 다른 CDMA 코드를 사용하도록 CDMA를 사용한다.

특성.

이 알고리즘의 속성은 다음과 같다.

  • 클러스터 기반
  • 회전 시 각 라운드마다 랜덤 클러스터 헤드 선택또는 가장 높은 에너지를 가진 센서에 기반한 클러스터 헤드 선택
  • 클러스터 구성원 자격 적응
  • 클러스터 헤드의 데이터 집계
  • 클러스터 헤드가 싱크 또는 사용자와 직접 통신
  • TDMA를 통해 클러스터 헤드와 통신 수행
  • 임계값

LEACH의[2] 단점

LEACH의 단점은 다음과 같다.

  • 클러스터 헤드를 선택할 때 노드 중 남은 에너지가 고려되지 않음
  • 랜덤 및 가변 크기 군집 형성
  • 클러스터 헤드의 랜덤하고 불균일한 분포
  • 클러스터 헤드에서 기지국까지의 에너지 사용 효율이 낮은 상황에서 단일 홉 통신

참조

  1. ^ 하인젤만(W), 찬드라카산(A), 발라크리쉬난(Balakrishnan)은 2000년 1월 제33회 하와이안 국제 시스템 과학 회의(HICSS)의 '무선 마이크로센서 네트워크를 위한 에너지 효율적 통신 프로토콜'을 발표했다.종이
  2. ^ Varshney, Shweta; Kuma, Rakesh (2018). "Variants of LEACH Routing Protocol in WSN: A Comparative Analysis". 2018 8th International Conference on Cloud Computing, Data Science & Engineering (Confluence). IEEE: 199–204. doi:10.1109/confluence.2018.8442643. ISBN 9781538617199.