Ta xem xét mạng cảm biến được nhóm lại theo phương pháp phân cấp. Giao thức tạo nhóm theo phân cấp LEACH duy trì hệ thống phân cấp như vậy. Trong LEACH, các cụm được thiết lập lại trong từng vòng. Thật vậy, các đầu cụm mới (cluster heads) được chọn trong từng vòng dẫn đến việc tải được phân phối tốt hơn và tạo ra cân bằng giữa các nút của mạng. Hơn nữa, các nút truyền tín hiệu tới đầu cụm gần nhất và việc đó làm giảm chi phí truyền thông (chi phi này gấp hàng chục lần chi phí xử lý và chi phí vận hành). Trong mô hình này, chỉ có đầu cụm có trách nghiệm báo cáo cho node sink và có thể quá trình này tiêu tốn một lượng lớn năng lượng, nhưng nó chỉ xảy ra định kỳ cho mỗi nút. Trong LEACH, có một tỷ lệ phần trăm tối ưu popt (xác định một ưu tiên) của các nút mà phải trở thành đầu cụm trong mỗi vòng, giả định rằng ta đã có sự phân bố đồng nhất của các nút trong không gian.
Nếu các nút là đồng nhất, có nghĩa là tất cả các nút trong trường có cùng năng lượng ban đầu, giao thức LEACH đảm bảo rằng tất cả các nút đó sẽ trở thành một đầu cụm chính xác một lần mỗi 1 opt p vòng. Trong mục này, ta đề cập đến số 1 opt p của các vòng, là vòng của mạng cảm biến nhóm.
Ban đầu mỗi nút có thể trở thành một đầu cụm với một xác suất popt. Trung bình, các nút npopt phải trở thành các đầu cụm trên mỗi vòng trên mỗi vòng. Các nút được chọn làm nút đứng đầu cụm trong vòng hiện tại không thể trở thành nút đứng đầu cụm trong cùng một vòng. Các nút không được chọn được đẩy về tập G. Hơn nữa, để duy trì số lượng đầu cụm ổn định trên mỗi vòng, mức độ ưu tiên của các nút
G
trở thành đầu cụm tăng sau mỗi vòng trong cùng một vòng. Quyết định chọn đầu cụm được thực hiện vào đầu mỗi vòng dựa trên việc mỗi nút sG độc lập chọn
một số ngẫu nhiên trong [0,1]. Nếu số ngẫu nhiên nhỏ hơn ngưỡng T s thì nút sẽ trở thành đầu cụm trong vòng hiện tại. Ngưỡng T s được tính như sau
1 1 .( mod ) ( ) 0 opt opt opt p if s G p r T s p otherwise (3.1)
trong đó r là số vòng hiện tại. Xác suất được chọn của các nút G để trở thành các đầu cụm tăng lên trong mỗi vòng trong cùng một vòng và trở thành bằng 1 trong vòng cuối cùng của vòng. Lưu ý rằng theo vòng, ta xác định một khoảng thời gian mà tất cả các nút cụm phải truyền đến đầu cụm một lần. Ta trình bày, trong bài báo này, cách thức tiến hành chọn của các đầu cụm. Quá trình này phải được điều chỉnh phù hợp để đối phó với các nút không đồng nhất, có nghĩa là trong trường hợp không phải tất cả các nút trong trường đều có cùng năng lượng ban đầu. Sở dĩ, các phân phối đồng đều như vậy vì năng lượng bổ sung chỉ có thể được cung cấp dưới dạng các đơn vị công suất rời rạc.