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一、目的 ①在不同节点个数的情况下,用Matlab拟合出连通率与通信半径的关系曲线。 ②在不同节点通信半径的情况下,用Matlab拟合出连通率与节点个数的关系曲线。 二、方法描述 在1x1的单位矩形中随机部署传感器节点,而且假设每个节点的通信半径一样。在每一组节点个数和节点通信半径下进行1000次试验,进而分别模拟出连通率随节点数增加以及通信半径增加的变化趋势。 关键算法即判断节点网络是否具有连通性,算法流程图如下: 关键的程序设计在于找到与节点相连的节点的递归调用,通过不断的搜索邻接矩阵中的1,并在连通向量中标记已找到为连通的的点,最后通过计算连通向量的总和判断是否连通。之后通过改变节点个数k和通信半径r并嵌套以下实现1000次的连通判断计算连通率: for cishu=1:1000 p=rand(k,2); c=Connect(p,r); liantong=liantong+c; end liantonglv(i)=liantong/1000; plot(r,liantonglv(i),'b-*') (1)在不同节点个数情况下,用Matlab拟合出连通率与通信半径r的关系曲线如下图:
在实验过程中,取通信半径r=0.5,节点个数k=50的网络拓扑图如下所示: 对于不同的节点个数及不同的网络规模下,随着通信半径的增加,网络连通率也在增加。但当通信半径增加到某个临近值时,网络连通率近似维持在100%。且随着节点个数的增加,临界通信半径减小。 (2)在不同通信半径R情况下,用Matlab拟合出连通率与节点数量n的关系曲线如下图:
在实验过程中,取通信半径r=0.35,节点个数k=30的网络拓扑图如下所示:
第4张图中当只有一个节点时,连通率为1,所以出现连通率曲线锐减的现象。具有不同节点通信半径的WSN,随着节点个数的增加,网络连通率也在增加。当节点个数增加到某个临界值时,网络连通率近似维持100%。且随着节点通信半径的增加,临界节点个数减小。 三、结论 ①给定节点数目,概率上随机WSN保持连通的节点通信半径存在下限。 ②给定节点的通信半径,概率上随机WSN保持连通的节点个数存在上限。 四、MATLAB程序代码 function [ C ] = Connect( graph,r ) adjmatrix=1.-im2bw(squareform(pdist(graph)),r); %生成邻接矩阵 len=size(adjmatrix,1); quit=0; for n=1:len if sum(adjmatrix(n,:))==1 %排除孤立点 quit=1; end end %判断连通性 if quit~=1 connected(len)=0; %已连接节点 connected(1)=1; connected=findconnected(1,adjmatrix,connected);%找到与节点1连接的节点 if sum(connected)==len C=1; else C=0; end else C=0; End function [connected]=findconnected(start,adjmatrix,connected) leaf=find(adjmatrix(start,:)==1);%找出与节点start直接相连的节点 len=size(leaf,2) ; flag=0; nflag=1; for n=1:len if connected(leaf(n))==0;%若节点已在连接向量(connected)中则跳过 flag(nflag)=leaf(n); nflag=nflag+1; end end len=size(flag,2) ; if flag~=0 for n=1:len connected(flag(n))=1; end for n=1:len connected=findconnected(flag(n),adjmatrix,connected);%查找当前节点的子节点 end end 如果自己向后退缩,就会被人推着向前。---黑柳彻子 转载需说明出处,笔者总结之前的知识,与大家分享,有问题的可以留给我哦~ |
2023-10-27
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