LEACH算法英文原文：https://ieeexplore.ieee.org/document/1045297/citations#citations [注：本論文於2002年發表於 Ieee Transactions On Wireless Communications]
LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)算法是一種自適應分簇拓撲算法，它的執行過程是周期性的，其中定義了“輪”(round)的概念來實現周期性。每輪循環分為族的建立階段和穩定的數據通信階段。
1、在簇的建立階段，相鄰節點動態地形成簇，隨機產生簇頭；
2、在數據通信階段，簇內節點把數據發送給簇頭，簇頭進行數據融合並把結果發送給匯聚節點。由於族頭需要完成數據融合、與匯聚節點通信等工作，所以能量消耗大。LEACH算法能夠保證各節點等概率地擔任簇頭，使得網絡中的節點相對均衡地消耗能量。
1、簇頭選舉方法
LEACH算法選舉簇頭的過程如下：節點產生一個0~1之間的隨機數，如果這個數小於閥值T（n），則發布自己是簇頭的公告消息。在每輪循環中，如果節點已經當選過簇頭，則把T(n)設置為0，這樣該節點不會再次當選為簇頭。對於未當選過簇頭的節點，則將以T（n）的概率當選；隨着當選過簇頭的節點數目增加，剩余節點當選簇頭的閥值T（n)隨之增大，節點產生小於T（n)的隨機數的概率隨之增大，所以節點當選簇頭的概率增大。當只剩下一個節點未當選時，T(n）=1，表示這個節點一定當選。T（n)可表示為：
其中，P是簇頭數量占全部節點數量的百分比（一般會設為一個固定值，如 0.05 ），r是選舉輪數，r mod (1/P)代表這一輪循環中當選過簇頭的節點個數，G是在最后1/P輪中沒有成為簇頭的節點集。
2、數據通信
當簇頭選定之后，簇頭節點主動向網絡中節點廣播自己成為簇頭的消息。接收到此消息的節點，依據接收信號的強度，選擇它所要加入的簇，並發消息通知相應的簇頭。基於時分多址(Time Division Multiple Address，簡稱TDMA)的方式，簇頭節點為其中的每個成員分配通信時隙，並以廣播的形式通知所有的簇內節點。這樣保證了簇內每個節點在指定的傳輸時隙進行數據傳輸，而在其他時間進入休眠狀態，減少了能量消耗。在穩定工作階段，節點持續采集監測數據，在自身傳輸時隙到來時把監測數據傳給簇頭節點，簇頭節點對接收到數據進行融合處理之后，發送到Sink節點，這是一種減小通信業務量的合理工作模式。持續一段時間以后，整個網絡進入下一輪工作周期，重新選擇簇頭節點
3、結果分析
1）由於LEACH假定所有節點能夠與匯聚節點直接通信，並且每個節點都具備支持不同MAC協議的計算能力，因此該協議不適合在大規模的無線傳感器網絡中應用。
2）協議沒有說明簇頭節點的數目怎么分布才能及於整個網絡。因此，很可能出現被選的簇頭節點集中在網絡某一區域的現象，這樣就會使得一些節點的周圍沒有任何簇頭節點。
3）由於LEACH假定在最初的簇頭選擇回合中，所有的節點都攜帶相同的能量，並且每個成為簇頭的節點都消耗大致相同的能量。因此，協議不適合節點能量不均衡的網絡
4、 結論
1）為了減少傳送到匯聚節點的信息數量，簇首節點負責融合來自簇內不同源節點所產生的數據，並將融合后的數據發送到匯聚點。
2）LEACH采用基於TDMA/CDMA的MAC層機制來減少簇內和簇間的沖突。
3）由於數據采集是集中的和周期性的，因此該協議非常適合於要求連續監控的應用系統。
4）對於終端使用者來說，由於它並不需要立即得到所有的數據，因此協議不需要周期性的傳輸數據，這樣可以達到限制傳感器節點能量消耗的目的。
5）在給定的時間間隔后，協議重新選舉簇首節點，以保證無線傳感器網絡獲取統一的能量分布。
本文參考：https://blog.csdn.net/qq_24133491/article/details/79057079
https://blog.csdn.net/m0_37516824/article/details/80886650