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LEACH(低功耗自适应分簇层次)算法是无线传感器网络中经典的分簇路由协议,其核心思想是通过随机轮换簇头节点来均衡网络能耗。在MATLAB中实现LEACH算法的仿真通常需要以下关键步骤:
网络模型初始化 设定传感器节点的随机分布区域、基站位置以及节点初始能量参数。通常采用二维平面模型,节点能量、通信半径等参数需在代码中预定义。
分簇阶段实现 仿真LEACH的分簇逻辑,包括阈值计算(基于轮次和节点剩余能量)、簇头选举(通过随机数比较阈值)以及非簇头节点的就近入簇过程。MATLAB中可通过矩阵运算高效完成节点间的距离计算。
数据传输模拟 簇头节点负责接收成员节点的数据并进行聚合,最终将聚合结果发送至基站。需模拟单跳或多跳通信的能耗模型,通常使用自由空间和多径衰减信道模型。
能耗统计与可视化 记录每轮仿真中节点的能量消耗,动态更新网络存活节点数量,并通过曲线图比较不同参数配置下的网络生命周期。MATLAB的绘图功能(如`plot`)可用于直观展示仿真结果。
扩展思考:通过调整节点密度、通信半径或能量阈值公式,可以进一步验证LEACH算法的鲁棒性。进阶仿真可结合改进算法(如LEACH-C、DEEC)进行对比,分析分簇策略对大规模网络性能的影响。