LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy，低能量自适应聚类层次）是一种在无线传感器网络（WSN）中广泛使用的能效优化算法。它旨在通过动态地选举簇头节点来平衡网络中的能量消耗，从而延长整个网络的生命周期。
在LEACH协议中，每个传感器节点都可以既是数据采集器也是数据转发器，而基站（Base Station，BS）负责收集所有传感器节点的数据。网络中的节点被组织成一系列的簇，每个簇有一个簇头，负责将簇内其他节点的数据聚合后上传到基站。
以下是LEACH协议的关键知识点：
1. **簇的形成**：在每个周期（被称为周期或轮次）开始时，LEACH随机选择一部分节点作为簇头。这种随机选举有助于平均分配能量消耗，因为簇头通常比普通节点消耗更多的能量，因为它需要处理和转发其他节点的数据。
2. **簇头选举**：簇头选举基于一个概率模型，使得每个节点成为簇头的概率与其剩余能量有关。节点能量越高，成为簇头的可能性越大，以确保长期均衡。
3. **数据通信**：一旦簇头确定，非簇头节点会将其数据发送给最近的簇头。簇头则将这些数据聚合，减少网络中的通信负载，并将聚合后的数据广播到基站。
4. **多跳路由**：在某些情况下，数据可能需要通过多个节点（多跳）才能到达簇头，这取决于节点间的距离和簇的布局。
5. **轮次与周期**：LEACH工作在多个周期中，每个周期结束后，新的簇头选举会发生，确保没有节点因为持续担任簇头角色而导致过早耗尽能源。
6. **能量效率**：LEACH的核心目标是提高能量效率，通过轮换簇头角色，减少单个节点的能耗，延长网络整体生存时间。
7. **局限性**：尽管LEACH在节能方面表现出色，但它也有一些局限性，如簇头选举的随机性可能导致部分区域的不均匀覆盖，以及在大规模网络中可能存在的簇头选举开销过大问题。
在`LEACH.m`文件中，我们可以看到LEACH算法的MATLAB实现，其中包括了节点初始化、簇头选举、数据聚合和转发等关键步骤的代码。通过对这个文件的分析和理解，可以深入学习LEACH的工作原理，并进行相应的参数调整以适应不同的WSN场景。
