无线传感网技术实验二.doc

无线传感网技术实验二 班级：微电子1102 学号：0301110213 姓名：王绪安1、 实验目的 通过仿真实验，掌握无线传感网络联通率与通信半径以及节点数目之间的关系。2、 实验内容 （1）在不同节点数目n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。3、 实验思路分析过程（包括程序说明）用计算机语言编写图的连通性判断算法，判断节点是否连通以及确定连通分支的个数，Warshell算法实现方法Warshell算法Warshell算法可解决图是否连通的问题, 而且效率很高。在该算法中，矩阵是判断矩阵，表示从到连通，表示从到不连通。T矩阵是模拟节点的两两直接连通矩阵Tij =1表示从到连通，Tij=0表示从到不连通。 (1)置新矩阵 P:= T; (2）k=1.9，P=P*T；循环叠乘得出最终连通矩阵。（3）对P矩阵Pij进行连续判断，若有Pij=0，则该图不连通，跳出循环。（4）重复上面操作1000次，累计连通图的次数n,得出连通率。4、 实验程序（1） 在不同节点数目n情况下，用Matlab拟合出连通率与通信半径的关系曲线。rate_1 = zeros(1,100);r=0.01:0.01:1;for k=1:1:100for number=1:1:1000flag_overflow=1;x=rand(10,1);y=rand(10,1);for num=1:1:10 for sec_num=1:1:10 if(sqrt(x(num)-x(sec_num)2+(y(num)-y(sec_num)2)r(k) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end endendt=p;for s=1:1:9 t=t*p;endfor i=1:1:10 for j=1:1:10 if t(i,j)=10 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; endendrate_1(k)=rate_1(k)+flag_overflow;endrate_1(k)=rate_1(k)/1000;endrate_2 = zeros(1,100);r=0.01:0.01:1;for k=1:1:100for number=1:1:1000flag_overflow=1;x=rand(20,1);y=rand(20,1);for num=1:1:20 for sec_num=1:1:20 if(sqrt(x(num)-x(sec_num)2+(y(num)-y(sec_num)2)r(k) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end endendt=p;for s=1:1:19 t=t*p;endfor i=1:1:20 for j=1:1:20 if t(i,j)=10 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; endendrate_2(k)=rate_2(k)+flag_overflow;endrate_2(k)=rate_2(k)/1000;endrate_3 = zeros(1,100);r=0.01:0.01:1;for k=1:1:100for number=1:1:1000flag_overflow=1;x=rand(50,1);y=rand(50,1);for num=1:1:50 for sec_num=1:1:50 if(sqrt(x(num)-x(sec_num)2+(y(num)-y(sec_num)2)r(k) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end endendt=p;for s=1:1:49 t=t*p;endfor i=1:1:50 for j=1:1:50 if t(i,j)=10 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; endendrate_3(k)=rate_3(k)+flag_overflow;endrate_3(k)=rate_3(k)/1000;endrate_4 = zeros(1,100);r=0.01:0.01:1;for k=1:1:100for number=1:1:1000flag_overflow=1;x=rand(100,1);y=rand(100,1);for num=1:1:100 for sec_num=1:1:100 if(sqrt(x(num)-x(sec_num)2+(y(num)-y(sec_num)2)r(k) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end endendt=p;for s=1:1:99 t=t*p;endfor i=1:1:100 for j=1:1:100 if t(i,j)=10 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; endendrate_4(k)=rate_4(k)+flag_overflow;endrate_4(k)=rate_4(k)/1000;endx_lab=0.01:0.01:1;plot(x_lab,rate_1,+-r);hold all;plot(x_lab,rate_2,b-);hold all;plot(x_lab,rate_3,ko-);hold all;plot(x_lab,rate_4,g*-);xlabel( 通信半径)ylabel(网络连接概率)（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。%联通半径是0.05，0.15，0.25，0.35%x轴是节点数%y轴是联通率%k是结点数number_max = 1000;rate_1 = zeros(1,100);x_y_1 = ;r_1 = 0.15;for k=1:1:100 p = zeros(k,k);%存放k*k矩阵的联通值0或1 for number=1:1:number_max flag_overflow=1; %x=rand(k,1);%每次随x生成1-100 %y=rand(k,1);%生成联通点,x,y x_y_1 =rand(k,2,1); %生成p的联通矩阵 for num=1:1:k for sec_num=1:1:k if(sqrt(x_y_1(num,1)-x_y_1(sec_num,1)2+(x_y_1(num,2)-x_y_1(sec_num,2)2)r_1) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end end end %p复制给t进行联通率判断 t=p; p; %图论的联通率判断法 for s=1:1:k-1 t=t*p; end %两层循环判断是否全联通 for i=1:1:k for j=1:1:k if t(i,j)=0 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; end end rate_1(k)=rate_1(k)+flag_overflow; end rate_1(k)=rate_1(k)/number_max;endrate_2 = zeros(1,100);x_y_2 = ;r_2 = 0.25;for k=1:1:100 p = zeros(k,k);%存放k*k矩阵的联通值0或1 for number=1:1:number_max flag_overflow=1; %x=rand(k,1);%每次随x生成1-100 %y=rand(k,1);%生成联通点,x,y x_y_2 =rand(k,2,1); %生成p的联通矩阵 for num=1:1:k for sec_num=1:1:k if(sqrt(x_y_2(num,1)-x_y_2(sec_num,1)2+(x_y_2(num,2)-x_y_2(sec_num,2)2)r_2) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end end end %p复制给t进行联通率判断 t=p; p; %图论的联通率判断法 for s=1:1:k-1 t=t*p; end %两层循环判断是否全联通 for i=1:1:k for j=1:1:k if t(i,j)=0 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; end end rate_2(k)=rate_2(k)+flag_overflow; end rate_2(k)=rate_2(k)/number_max;endrate_3 = zeros(1,100);x_y_3 = ;r_3 = 0.35;for k=1:1:100 p = zeros(k,k);%存放k*k矩阵的联通值0或1 for number=1:1:number_max flag_overflow=1; %x=rand(k,1);%每次随x生成1-100 %y=rand(k,1);%生成联通点,x,y x_y_3 =rand(k,2,1); %生成p的联通矩阵 for num=1:1:k for sec_num=1:1:k if(sqrt(x_y_3(num,1)-x_y_3(sec_num,1)2+(x_y_3(num,2)-x_y_3(sec_num,2)2)r_3) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end end end %p复制给t进行联通率判断 t=p; p; %图论的联通率判断法 for s=1:1:k-1 t=t*p; end %两层循环判断是否全联通 for i=1:1:k for j=1:1:k if t(i,j)=0 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; end end rate_3(k)=rate_3(k)+flag_overflow; end rate_3(k)=rate_3(k)/number_max;endrate_4 = zeros(1,100);x_y_4 = ;r_4 = 0.45;for k=1:1:100 p = zeros(k,k);%存放k*k矩阵的联通值0或1 for number=1:1:number_max flag_overflow=1; %x=rand(k,1);%每次随x生成1-100 %y=rand(k,1);%生成联通点,x,y x_y_4 =rand(k,2,1); %生成p的联通矩阵 for num=1:1:k for sec_num=1:1:k if(sqrt(x_y_4(num,1)-x_y_4(sec_num,1)2+(x_y_4(num,2)-x_y_4(sec_num,2)2)r_4) p(num,sec_num)=1; else p(num,sec_num)=0; end end end %p复制给t进行联通率判断 t=p; p; %图论的联通率判断法 for s=1:1:k-1 t=t*p; end %两层循环判断是否全联通 for i=1:1:k for j=1:1:k if t(i,j)=0 flag_overflow=0; break; end end if flag_overflow=0 break; end end