Có một số cải tiến đã được thực hiện đối với giao thức LEACH khi xem xét giao tiếp đơn bước. Các nhà nghiên cứu chủ yếu cải thiện quá trình lựa chọn đầu cụm, hình thành cụm và giao tiếp trong cụm trong các biến thể của LEACH để đạt được hiệu quả về năng lượng, lựa chọn đầu cụm tốt hơn và khả năng mở rộng mạng. Một trong những biến thể đặc trưng cho phương pháp này là LEACH-C
LEACH-C là một giao thức tập trung trong đó tất cả các quyết định như lựa chọn đầu cụm, hình thành cụm và phân phối thông tin vào mạng được thực hiện bởi trạm gốc. LEACH-C tạo ra các cụm bằng cách phân tán đầu cụm trên toàn mạng cảm biến. Do pha trạng thái ổn định được thực hiện hoàn toàn tại trạm gốc, không có hao tổn cho các nút cảm biến trong quá trình hình thành các cụm. Trong giai đoạn thiết lập, ban đầu mỗi nút cảm biến truyền vị trí của nó (được xác định bởi bộ thu Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS)) và thông tin năng lượng còn lại cho trạm gốc trong mỗi vòng. Để tạo ra các cụm tốt hơn, cần có sự phân phối năng lượng đồng
đều giữa tất cả các nút cảm biến. Với điều này, trạm gốc tính toán năng lượng trung bình của các nút cảm biến và các nút có ít hơn năng lượng trung bình bị cấm tham gia vào quá trình lựa chọn đầu cụm cho vòng hiện tại. Đối với các nút cảm biến có năng lượng lớn hơn năng lượng trung bình, trạm gốc tạo ra K cụm tối ưu bằng thuật toán mô phỏng ủ. Năng lượng trung bình của mạng lưới Eavg có thể được tính bằng cách sử dụng phương trình: 1 N i i avg E E N (3.1)
Trong đó Ei là năng lượng dư của nút thứ i và N biểu thị số lượng nút cảm biến. Số lượng cụm K tối ưu có thể được tính bằng công thức sau, nếu có N nút cảm biến được triển khai đồng đều trong vùng cảm biến có diện tích M × M:
2 2 fs mp toBS N M K d (3.2)
Trong đó dtoBS là khoảng cách trung bình giữa đầu cụm đến trạm gốc. ϵfs và ϵmp là các tham số của mạch truyền và thu trong không gian trống và đa đường tương ứng. Thuật toán mô phỏng ủ giảm thiểu sự tiêu tán năng lượng của các nút bình thường trong cụm bằng cách rút ngắn khoảng cách bình phương giữa tất cả các nút bình thường thành đầu cụm tương ứng của chúng. Khi quá trình tạo đầu cụm và cụm kết thúc, trạm gốc sẽ phát thông tin này trong mạng cảm biến. Trạm gốc gửi ID đầu cụm tới mọi nút cảm biến và nếu ID đầu cụm khớp với bất kỳ nút cảm biến nào thì nút đó trở thành đầu cụm, nếu không thì nó hoạt động như một nút bình thường. Pha trạng thái ổn định của giao thức này giống như giao thức LEACH. Các đầu cụm phát lịch trình TDMA đến tất cả các nút cảm biến của cụm. Trên cơ sở lịch trình TDMA, việc truyền dữ liệu bắt đầu trong tất cả các cụm.
Trong LEACH-C, quy trình hoàn chỉnh được quản lý bởi đầu cụm, vì vậy nó rất tiết kiệm năng lượng so với LEACH. Đối với thông tin vị trí, mọi nút yêu cầu có
GPS là một thiết bị tốn kém và nó tiêu thụ thêm năng lượng. Mặc dù nó tập trung nhưng nó ít có khả năng mở rộng hơn [14].