Leach代码分析打印版.pdfVIP

学 海 无 涯 目录 一、Leach 协议与NS 的关系2 二、 算法设计思想 4 三、簇头建立算法流程图 5 四、难点解决 7 五、 算法运行结果分析 10 参考文献 19 1 学 海 无 涯 一、Leach 协议与NS 的关系 为了实现 leach 协议，对 ns 进行扩展。在 ns 中增加了一个事件驱动模拟 器支持模拟无线传感器网络协议。这些扩展包括 MAC 协议，用于计算和交互的 能量分配模型和 leach 协议的体系结构。 网络拓扑结构可以通过简单的Nodes, Links, Agents 和Applications 描述。 Nodes 相当于网络中的终端主机， Links 是用于 Nodes 交互的连接器, Agent 用来实现不同网络协议，是支持分组产生和丢弃的节点。Applications 用来产生 数据和实现不同的应用函数。一旦网络拓扑结构建立起来后，模拟通过启动节点 上的Applications 运行。 为了在ns 中支持无线传感器网络，在 ns 中增加了 mobile nodes, MAC 协 议和信道传播模型 Channel 。 Applications 类的头文件用 Tcl 语言写的，节点中的其他函数功能用 C++ 语言写成的。 数据包的发送过程： Applications 创建数据包（data packets）,然后发送给 Agent. Agent 执行协议 栈中运输层和网络层的功能，将数据包发送给 CMUTrace,。CMUTrace 将 packets 的统计数据写到trace 文件，然后将packets 发至 Connector。Connector 将数据包 传送给用于数据链路处理的链路层(LL).经过一小段时间的延迟后，数据包由 LL 发送给 Queue 缓冲队列。如果是还没有传送过的数据包，Queue 将以队列进行存 储。然后 Queue 将数据包出队列，发送到 MAC 层。然后开始运行 MAC （媒体 访问控制）协议。最终，packets 被发送到网络接口层(Network Interface),网络接 2 学 海 无 涯 口层将packets 加上正确的传输能量，然后将 packets 发送到 Channel. Channel 将 packets 进行拷贝，并发往连接信道的每一个节点。 发送过程可参考如下图1 数据包的接收过程： 数据包被节点的网络接口接收，并被向上传送至 MAC 层，Link-Layer, Connector, CMUTrace, 和 Agent 函数. Agent 对数据包进行判定，并将数据包到 达的信息通知给 Application. 接收过程与发送过程传输的路径相反。 二、 算法设计思想 Leach 协议跨越几个层次实现的协议，Leachapp 应用在最高层Application。 它是自适应分簇拓扑算法。周期执行，每轮循环分为簇头的建立阶段和稳定的数 据通信阶段。 3 学 海 无 涯 （1）簇头建立阶段：初始阶段，每个节点从 0 和 1 中随机产生一个数， 如果这个数小于阀值 T （n ），该节点就成为当前轮的簇头。 其中，P 是期望的簇头数在所有节点中占的百分比，r 是选举轮数，r mod (1/p) 代表这一轮循环中当选过簇头的节点个数，G 是这一轮循环中未当选过簇头的节 点集合。 每个节点自主选择是否成为当前轮的簇头并通过广播的形