利用MATLAB仿真節(jié)點個數(shù)和節(jié)點通信半徑與網(wǎng)絡(luò)連通率的關(guān)系培訓(xùn)講學(xué)

1、(1 )在不同節(jié)點個數(shù)情況下，用Matlab擬合出連通率與通信半徑r的關(guān)系曲線如下圖:一：題目利用MATLAB仿真節(jié)點個數(shù)和節(jié)點通信半徑與網(wǎng)絡(luò)連通率的關(guān)系。二：目的 在不同節(jié)點個數(shù)的情況下，用Matlab擬合出連通率與通信半徑的關(guān)系曲線。 在不同節(jié)點通信半徑的情況下，用Matlab擬合出連通率與節(jié)點個數(shù)的關(guān)系曲線。三：方法描述在1x1的單位矩形中隨機部署傳感器節(jié)點，而且假設(shè)每個節(jié)點的通信半徑一樣。在每組節(jié)點個數(shù)和節(jié)點通信半徑下進行1000次試驗，進而分別模擬出連通率隨節(jié)點數(shù)增加以及通信半徑增加的變化趨勢。關(guān)鍵算法即判斷節(jié)點網(wǎng)絡(luò)是否具有連通性，算法流程圖如下：關(guān)鍵的程序設(shè)計在于找到與節(jié)點相連的節(jié)

2、點的遞歸調(diào)用，通過不斷的搜索鄰接矩陣中的1,并在連通向量中標(biāo)記已找到為連通的的點，最后通過計算連通向量的總和判斷是否連 通。之后通過改變節(jié)點個數(shù)k和通信半徑r并嵌套以下實現(xiàn)1000次的連通判斷計算連通率：for cishu=1:1000p=ra nd(k,2);c=C onn ect(p,r);lia nton g=lia nton g+c;end'b-*'lian to nglv(i)=lia nto ng/1000; plot(r,lia nton glv(i),98765432 10 a ao.mo.aaoa-paE* 匸匚0UM一 XJQMP14JO,1000 timG

3、rs cxpermcntsiOd 020 3040.50.60.70809Communication radius圖2連通率與通信半徑在實驗過程中，取通信半徑r=0.5，節(jié)點個數(shù)k=50的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示:00.1020.3040.50.6070.80.91k=50dr=0.5圖3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D對于不同的節(jié)點個數(shù)及不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模下，隨著通信半徑的增加，網(wǎng)絡(luò)連通率也在增加。但當(dāng)通信半徑增加到某個臨近值時，網(wǎng)絡(luò)連通率近似維持在 100%。且隨著節(jié)點個數(shù)的增加，臨界通信半徑減小。圖4連通率與節(jié)點個數(shù)在實驗過程中，取通信半徑r=0.35，節(jié)點個數(shù)k=30的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示:0 80 50 00.10.

4、30.40.50.60.7 OS 0.S1r=0.35tk=30圖5網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖4中當(dāng)只有一個節(jié)點時，連通率為1，所以出現(xiàn)連通率曲線銳減的現(xiàn)象。具有不同節(jié)點通信半徑的 WSN,隨著節(jié)點個數(shù)的增加，網(wǎng)絡(luò)連通率也在增加。當(dāng)節(jié)點個數(shù)增加到某個 臨界值時，網(wǎng)絡(luò)連通率近似維持100%。且隨著節(jié)點通信半徑的增加，臨界節(jié)點個數(shù)減小。四：實驗結(jié)論 給定節(jié)點數(shù)目，概率上隨機WSN保持連通的節(jié)點通信半徑存在下限。 給定節(jié)點的通信半徑，概率上隨機WSN保持連通的節(jié)點個數(shù)存在上限。function C = Connect( graph,r )adjmatrix=1.-im2bw(squareform(pdist(gr

5、aph),r); % 生成鄰接矩陣 len=size(adjmatrix,1);quit=0;for n=1:lenif sum(adjmatrix(n,:)=1%排除孤立點quit=1;endend%判斷連通性if quit=1connected(len)=0; % 已連接節(jié)點 connected(1)=1;connected=findconnected(1,adjmatrix,connected);% 找到與節(jié)點 1 連接的節(jié)點 if sum(connected)=lenC=1;elseC=0;endelseC=0;Endfunction connected=findconnected(start,adjmatrix,connected) leaf=find(adjmatrix(start,:)=1);% 找出與節(jié)點 start 直接相連的節(jié)點 len=size(leaf,2) ;flag=0;nflag=1;for n=1:lenif connected(leaf(n)=0;% 若節(jié)點已在連接向量( connected )中則跳過 flag(nflag)=leaf(n);nflag=nflag+1;endend len=size(flag,2) ;if flag=0for n=1:len connected(fla