利用MATLAB仿真節(jié)點個數(shù)和節(jié)點通信半徑與網絡連通率的關系

1、一：題目 利用MATLAB仿真節(jié)點個數(shù)和節(jié)點通信半徑與網絡連通率的關系。 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。 關鍵算法即判斷節(jié)點網絡是否具有連通性，算法流程圖如下： 關鍵的程序設計在于找到與節(jié)點相連的節(jié)點的遞歸調用，通過不斷的搜索鄰接矩陣中 的1,并在連通向量中標記已找到

2、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： forcishu=1:1000 p=rand(k,2); c=Connect(p,r); liantong=liantong+c; end liantonglv(i)=liantong/1000; plot(r,liantonglv(i),b-* (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的關系曲線如下圖: Commumealionradius 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的網絡拓撲圖如下

3、所示: 對于不同的節(jié)點個數(shù)及不同的網絡規(guī)模下，隨著通信半徑的增加，網絡連通率也在增加。 但當通信半徑增加到某個臨近值時，網絡連通率近似維持在100%。且隨著節(jié)點個數(shù)的增加， 9876543210 O.O.O.O.O.O.O.OO. -PBtJ中UUOU5-XJQMpuUd 臨界通信半徑減小。 (2)在不同通信半徑R情況下，用Matlab擬合出連通率與節(jié)點數(shù)量n的關系曲線如下圖: 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的網絡拓撲圖如下所示: 圖5網絡拓撲圖 圖4中當只有一個節(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

4、節(jié)點個數(shù)的增加，網絡連通率也在增加。當節(jié)點個數(shù)增加到某個臨界值時，網絡連通率近似維持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。 0 1D00tinws心XPC-FRE 08 05 04 0.3 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。 functionC=Connect(graph,r) adjmatrix=1.-im2bw(squareform(pdist(graph),r);%生成鄰接矩陣len=size(adjmatrix,1); quit=0; forn=1:len ifs

5、um(adjmatrix(n,:)=1%排除孤立點 quit=1; end end %RJ斷連通性 ifquit=1 connected(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ifsum(connected)=len C=1; else C=0;endelse C=0;End functionconnected=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; forn=1:len ifconnected(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; endendlen=size(flag,2); ifflag=0 forn=1:len connected(flag(n)=1