基于LEACH的路由协议：应用、目标和方法论

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：LEACH-Based Routing Protocols: Applications, Objectives, and Methodologies

　　

摘要：

无线传感器网络（WSNs）是先进应用的重要组成部分。然而，它们有限的能量、受限的资源以及多种部署环境给高效的路由协议带来了挑战。低能耗自适应聚类层次结构（LEACH）仍然是基于能量意识的聚类的基础协议。尽管LEACH在可扩展性、可靠性和领域特定适应性方面存在不足，但这促使人们开发出了具有不同目标和评估标准的多种LEACH变体。现有的综述缺乏一个完整、多维度且以应用为导向的LEACH基路由协议分类体系。目前仅提出了宽泛或单一维度的分类，而没有涵盖方法论进展、优化目标以及近期改进的框架，导致性能指标和测试环境不够可靠。为了解决这一不足，我们提出了一种新的分类框架，该框架根据应用领域需求和目标驱动的设计标准对LEACH基路由协议进行组织，并根据算法流程、通信机制、簇头选择策略和数据聚合技术等方法论维度对改进措施进行分类。这有助于研究人员确定哪种方法最适合特定应用，并突出推进鲁棒、节能的WSN路由的重点方向。本研究基于近年来大量代表性的LEACH衍生协议，综合分析发现：现有的LEACH相关研究主要集中在算法流程改进（32.7%）上，以提高适应性和网络鲁棒性；其次是簇头选择策略（30.6%），用于实现能量平衡和稳定性；通信（29.6%）和数据聚合程序（7.1%）则有助于降低能耗并提高可靠性。最后，本文指出了当前LEACH相关研究的一个关键局限性，即缺乏对...

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