LEACH协议

资 源 简 介

LEACH协议

详 情 说 明

LEACH协议是一种经典的分簇式无线传感器网络路由协议，通过动态选举簇头节点来均衡网络能耗。在Matlab环境下实现LEACH协议仿真，主要需要关注以下几个核心模块的设计思路。

网络初始化阶段需要构建均匀分布的传感器节点模型，每个节点需记录自身位置坐标、剩余能量和状态标识。需要特别注意随机数种子设置，确保实验可重复性。

分簇算法是LEACH的核心，采用分布式工作方式实现。每轮开始时，各节点生成随机数并与阈值比较决定是否成为簇头。阈值的计算需考虑期望簇头比例和节点已当选次数，这种设计能避免某些节点过早耗尽能量。

簇形成阶段中，普通节点根据接收信号强度选择最近的簇头加入。需要实现广播机制模拟无线通信过程，同时记录各簇的成员关系。这里要注意仿真中距离计算的效率优化。

数据传输阶段需要考虑TDMA调度和CSMA机制的混合使用。簇内采用TDMA时隙分配，而簇头到基站采用CSMA方式。能耗模型需要准确反映发送、接收、融合数据的能量消耗。

仿真结果分析应重点关注网络生命周期、能耗均衡性等指标。通过绘制生存节点数随轮次变化曲线，可以直观比较不同参数下的协议性能。同时，能量消耗分布热力图能揭示是否存在能量热点问题。

在Matlab实现时，建议采用模块化编程，将网络拓扑、分簇算法、通信模型等功能封装为独立函数。可视化部分可以利用Matlab强大的图形功能展示网络动态变化过程。