帮我写一个leach算法matlab仿真要求范围100*100 初始能量0.5 轮次2000,基站在正中心,画出散点图,计算每次传轮消耗的能量,画图显示,计算每轮传输剩余节点数量,画图显示
时间: 2024-01-11 19:05:20 浏览: 91
好的,我会尽力回答你的问题。首先,Leach算法是一种无线传感器网络中的分簇协议,用于延长网络寿命和节省能量消耗。在Matlab中仿真Leach算法,可以采用以下步骤:
1. 初始化网络参数,包括节点数、区域大小、初始能量等。
2. 将节点随机分配到不同的簇中,每个簇有一个簇首节点。
3. 簇首节点负责收集本簇内其它节点的数据并向基站传输。
4. 每个节点按照一定的概率选择成为簇首节点,以实现簇首节点的轮流更替。
5. 计算每次传输消耗的能量,更新每个节点的剩余能量。
6. 统计每轮传输后剩余节点数量。
7. 绘制散点图和能量消耗、节点数量变化图。
下面是一个简单的Leach算法的Matlab代码示例:
```matlab
n = 100; %节点数
r = 50; %区域半径
E0 = 0.5; %初始能量
p = 0.1; %簇首节点选择概率
T = 2000; %轮次数
x = randi([-r r], 1, n); %节点随机分布
y = randi([-r r], 1, n);
E = ones(1, n) * E0; %每个节点初始能量相同
alive = ones(1, n); %每个节点初始为存活状态
for t = 1:T
%随机选择簇首节点
cluster_head = zeros(1, n);
for i = 1:n
if alive(i) && (cluster_head(i) || rand < p)
cluster_head(i) = 1;
end
end
%计算能量消耗和剩余能量
for i = 1:n
if alive(i)
if cluster_head(i)
E(i) = E(i) - sum((x(i) - x(cluster_head == 1)).^2 + ...
(y(i) - y(cluster_head == 1)).^2);
else
E(i) = E(i) - sum((x(i) - x(cluster_head == 1)).^2 + ...
(y(i) - y(cluster_head == 1)).^2) + ...
(r^2 - x(i)^2 - y(i)^2);
end
if E(i) <= 0
alive(i) = 0;
end
end
end
%统计剩余节点数量
alive_nodes(t) = sum(alive);
end
%绘制散点图
scatter(x(alive == 1), y(alive == 1), 'filled');
hold on;
scatter(x(alive == 0), y(alive == 0), 'x');
axis([-r r -r r]);
%绘制能量消耗和节点数量变化图
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(1:T, E0*n - sum(E(alive == 1)), 'LineWidth', 2);
xlabel('轮次');
ylabel('总能量消耗');
title('能量消耗变化图');
subplot(2, 1, 2);
plot(1:T, alive_nodes, 'LineWidth', 2);
xlabel('轮次');
ylabel('剩余节点数量');
title('节点数量变化图');
```
这样就可以得到Leach算法的仿真结果,并绘制散点图和能量消耗、节点数量变化图。希望能对你有帮助!
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