Các mục tiêu chính của LEACH là: tăng tuổi thọ mạng, giúp mạng tiêu thụ năng lượng thấp, giảm số lượng thông điệp truyền thông bằng tập hợp dữ liệu. Leach được gọi là "Giao thức thích nghi năng lượng hiệu quả cho nhóm các mạng cảm biến không dây ”. Giá trị của giao thức LEACH đó là mỗi nút có xác suất bằng nhau để trở thành đầu cụm, làm cho sự phân bố năng lượng của mỗi nút được cân bằng.
Dựa trên quá trình phân cụm ta nhận thấy giao thức LEACH là một thuật toán phân cụm với chi phí thấp và khả năng tự thích ứng. Các nút đầu cụm sẽ thu thập dữ liệu của các nút cảm biến từ các cụm, sau đó dữ liệu được xử lý và gửi đến các tiêu điểm, là đầu cụm với cấu trúc phân lớp. Rất dễ dàng để chọn đường dẫn
truyền thông tin và lưu thông tin định tuyến mà không phải lưu một lượng lớn thông tin trong các hàm phức tạp. [11]
Ưu điểm: LEACH về mặt bản chất là một giao thức định tuyến phân tán
hoàn chỉnh. Do đó, nó không yêu cầu thông tin toàn cầu. Những ưu điểm chính của LEACH bao gồm:
- Khái niệm phân cụm được sử dụng bởi giao thức LEACH thực thi ít giao tiếp giữa các nút cảm biến và BS, giúp tăng tuổi thọ mạng.
- Đầu cụm làm giảm dữ liệu giao tiếp nội cụm bằng cách áp dụng kỹ thuật tổng hợp dữ liệu giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng đáng kể.
- Phân bổ lịch trình TDMA theo đầu cụm cho các nút thành viên cho phép các nút thành viên chuyển sang chế độ ngủ. Điều này ngăn ngừa tranh chấp trong cụm và tăng tuổi thọ pin của các nút cảm biến.
- Giao thức LEACH tạo cơ hội như nhau cho mọi nút cảm biến để trở thành đầu cụm ít nhất một lần và trở thành nút thành viên nhiều lần trong suốt vòng đời của nó. Vòng quay ngẫu nhiên này của đầu giúp tăng tuổi thọ mạng.
Nhược điểm: Tuy nhiên, có một số nhược điểm trong LEACH như sau:
- Trong mỗi vòng, đầu cụm được chọn ngẫu nhiên và xác suất trở thành đầu cụm là như nhau cho mỗi nút cảm biến. Sau khi hoàn thành một số vòng, xác suất các nút cảm biến có năng lượng cao cũng như năng lượng thấp trở thành đầu cụm là như nhau. Nếu nút cảm biến có ít năng lượng được chọn là đầu cụm thì nó sẽ chết rất nhanh chóng. Do đó, độ bền của mạng bị ảnh hưởng và tuổi thọ của mạng sụt giảm.
- LEACH không đảm bảo vị trí và số lượng đầu cụm trong mỗi vòng. Sự hình thành các cụm trong LEACH cơ bản là ngẫu nhiên và dẫn đến sự phân phối không đồng đều của các cụm trong mạng. Hơn nữa, ở một số cụm, vị trí của đầu cụm có thể ở giữa các cụm và ở một số cụm, vị trí của đầu cụm có thể ở gần ranh
giới của cụm. Kết quả là, giao tiếp trong cụm trong tinh huống như vậy dẫn đến sự tiêu tán năng lượng cao hơn và làm giảm hiệu suất tổng thể của mạng cảm biến.
- LEACH theo dõi giao tiếp đơn bước giữa đầu cụm và trạm gốc. Khi vùng cảm biến vượt quá một khoảng cách nhất định, các đầu cụm ở xa trạm gốc sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn so với các đầu cụm ở gần tram gốc. Điều này dẫn đến sự tiêu tán năng lượng không đồng đều, cuối cùng làm suy giảm tuổi thọ của mạng cảm biến..
2.4. Kết luận chương
Chương 2 đã giải thích một cách rõ ràng về giao thức LEACH, từ định nghĩa đến các đặc điểm, cấu tạo, nguyên lí cũng như điểm yếu, điểm mạnh của LEACH. Đồng thời ta còn biết được thêm về các biến thể của giao thức LEACH để rồi từ đó thấy được sự tối ưu của giao thức và lí do tại sao giao thức lại được sử dụng rộng rãi trong mạng cảm biến không dây.
CHƯƠNG 3: CẢI THIỆN GIAO THỨC LEACH ĐỂ NÂNG CAO HIỆU NĂNG MẠNG