MATLAB实现的改进型自适应聚类LEACH协议仿真系统

资 源 简 介

本项目针对传统LEACH协议在初始能量分布不均场景下性能下降的问题，开发了基于能量分层与自适应聚类的高效仿真系统。系统实现了动态能量感知机制与自适应簇头选举算法，显著提高网络生存周期和稳定性，并支持MATLAB环境下的完整仿真测试。

详 情 说 明

基于能量分层与自适应聚类的改进LEACH协议仿真系统

项目介绍

本项目是针对无线传感器网络中传统LEACH协议在节点初始能量分布不均场景下性能下降问题提出的改进方案。通过实现动态能量感知、自适应簇头选举和能量均衡路由等核心机制，显著提升了网络能量利用效率并延长了网络生命周期。系统提供完整的仿真框架与可视化分析工具，支持与传统LEACH协议的对比验证。

功能特性

• 动态能量感知机制：周期性检测节点剩余能量，建立高/中/低三级能量分层模型
• 自适应簇头选举算法：基于节点能量级别动态调整选举阈值函数，优先选择高能量节点
• 能量均衡路由策略：结合能量权重的多跳数据传输机制，避免低能量节点过早失效
• 网络生命周期分析：实时可视化展示能量消耗过程、簇头分布变化及网络生存周期关键指标
• 多场景参数配置：支持高斯分布、随机分布等多种初始能量分布模式
• 性能对比验证：提供与传统LEACH协议的全面性能对比分析报告

使用方法

1. 参数配置：在相应配置模块中设置网络规模、节点能量参数、通信参数和协议参数
2. 分布模式选择：指定初始能量分布模式（高斯分布/随机分布/自定义矩阵）
3. 启动仿真：运行主程序，系统将自动执行多轮协议仿真
4. 结果查看：实时观察可视化图表，包括簇头分布、能量热力图和性能指标曲线
5. 对比分析：生成与传统LEACH的对比报告，获取参数优化建议

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：4GB以上
• 支持的操作系统：Windows 10/11，Linux，macOS

文件说明

主程序文件集成了系统核心仿真流程，负责初始化网络场景、执行能量分层聚类算法、实现自适应簇头选举过程、协调能量均衡的多跳路由通信，并完成网络生命周期关键指标的采集与分析。同时生成多种可视化输出结果，包括动态网络状态展示和性能对比分析报告。