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Leach协议是无线传感器网络中经典的层次型路由协议,通过动态选举簇头节点实现能量均衡。在MATLAB中的实现通常包含以下核心逻辑:
首先需要定义网络参数,如100x100的平面区域和节点数量(示例中为100个)。Sink节点(基站)通常设置在区域中心位置,通过坐标计算实现。
协议的核心在于分轮运行,每轮包含两个阶段:簇建立阶段和稳定传输阶段。在簇建立阶段,所有节点根据预设阈值自主决定是否成为簇头,考虑剩余能量因素。非簇头节点选择最近的簇头加入,形成拓扑结构。
MATLAB实现时需特别注意:能量消耗模型的计算(包括发送和接收能耗)、随机数生成算法决定簇头选举、以及数据包转发路径的矩阵存储。典型优化方向包括改进阈值函数、引入多跳传输机制等。
该协议通过周期性更换簇头,有效避免了部分节点因过度转发而早衰的问题,显著延长网络生命周期。实际仿真中还需加入通信延迟、丢包率等现实约束条件。