无线传感器网络分簇协议总结

Leach协议：

主要思想：

优点：

1.均分能耗到每个节点，延长了网络生存时间

2.提出了数据融合思想，在簇首节点，减少了数据传输量，减少了碰撞几率，较少了能耗，提高的数据的精度

缺点：

1.簇首选择的随机性，簇首个数不确定（保证了每一轮选择簇首的期望数目k）

2.簇首位置的随机性，没有考虑簇首的剩余能量，可能分布不均，可能加速节点的死亡

Leach-c协议：

主要思想：

中央控制成簇算法。每一轮开始所有节点将自身的剩余能量信息，节点的位置（GPS）发送给基站，基站模拟退火算法选择本轮最优的簇首个数，基站先计算所有节点的平均能量，那些能量低于平均水平的节点将不能成为簇首的候选节点，在剩下的节点中通过退火算法来确定本轮最好的K个簇首。这个算法将最小化普通节点与簇首节点间的通讯距离，一旦最佳簇首和相关的簇集确定后，基站广播这一消息给网络所有节点，广播包中包含簇首的ID等信息，如果一个节点的ID与自己的ID相同，那么这个节点就担任簇首的角色。

优点：

1.考虑了节点的位置及能量，每一轮

Leach-cc协议：

主要思想：set-up阶段与leach-c一样，基站通过模拟退火算法，leach-cc协议建立簇首路由时，利用相邻节点的距离及各自剩余能量值，在整个网络中建立与更新簇首间的信息素（蚁群算法）浓度，然后根据信息素浓度计算相邻簇首被选择作为下一跳的概率，信息素浓度越大，被选择的概率越大，从而形成簇间路由。选择簇首节点中剩余能量最高的簇首为Leader；簇首链式路由由距离Leader最远的节点发起，发起簇首发送信息给信息素最大的下一跳簇首，下一跳簇首进行与自身数据融合，再发给下一跳簇首节点，直至到达leader节点。由leader节点负责将簇首发送来的数据融合后通过单跳的方式发送给基站。

优点：

1.保证每一帧只有一个节点与距离较远的基站进行通信，节省了大量能量消耗。

2.簇首选择距离最近的节点作为下一跳对象，节省了各簇首消耗的能量。提高了网络的生存时间。

Leach-f协议：

主要思想：主要的思想是实现对网络进行簇集的划分，每个簇集在固定的区域内选择自己簇集的簇首。省略了leach协议的set-up阶段，将一个簇集内所有节点按照ID排一个固定的序列，每个序列中的下一个节点来充当簇首节点即可，依次轮回。

优点：

1.簇集一旦划分完毕后无需在每一轮的开始进行set-up而节省能量。

缺点

1.消耗无谓的能量。貌似解决了簇首分布不均的问题而又节省了能量，但是又带来了新的问题。A簇集的簇首ca靠近簇集的边界，在簇集B中的普通节点b1距离ca更近，此时b1与ca通信更节省能量，但是在划分了簇集后不得不与距离更远的本簇集的簇首cb通信，从而消耗了无谓的能量。

2.可扩展性差。由于提前划分了簇集及节点排序，是得leach-f不适合于动态网络，如不能在新节点加入网络时给新节点分配时隙。

DFUCAR协议

主要思想：使用模拟退火算法构建初始簇，簇头多跳传输（最小传输路径），同时，簇头在间隔一定的时间就判断自身当前的剩余能量，如果剩余能量与当选为簇头时的初始能量相比大于设定值（比如0.5）,否则就要进行簇头更换。

NEWLEACH协议：

主要思想：主要改进了簇头的选举公式，设置了一个距离因子和能量因子。簇头的最优选择是当前轮数剩余能量高的距离仿真区域中心进的节点应该有更大的几率当选为簇头。

MIT协议

主要思想：节点通过多跳的方式建立路由，并且每一跳都是基于最小传输代价，最后将数据传输到基站。各个路径的规划在仿真开始前进行计算。

优缺点：

当一个节点死亡，该节点的上游节点需要发送数据到该节点的下一个邻居节点来保证网络的连通性。这就使得上游节点增加了传输能耗。当网络中监测的数据没有相关性时（因此网络中不会进行数据融合）的，这是一种低能耗的方式。然而，传感器网络中分布着大量的节点，并且所监测的数据往往具有很高的相关性，多余的数据是没有必要传输到基站的。

静态分簇协议

主要思想：事先分配好固定的簇及和簇首节点。普通节点只在自己的TDMA时隙内发送数据到簇首节点，簇首节点进行数据融合后再传输到基站。

优缺点：

这种方式省去了成簇的开销，但是一旦簇首节点耗尽了能量，这个簇集内的其他节点就失去了和基站的通信。