帮我写一个leach算法matlab仿真要求范围100*100的正方形 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,计算网络剩余能量随传输轮次的变化,画曲线显示计算每轮传输剩余节点数量,画图显示
时间: 2024-01-11 11:05:30 浏览: 71
好的,我可以帮您解答这个问题。首先,我们需要了解一下Leach算法的基本原理。
Leach算法是一种无线传感器网络中的能量高效协议,其基本思想是将网络分为若干个簇,每个簇有一个簇首节点,其他节点向簇首节点传输数据,簇首节点负责将数据传输到基站。在Leach算法中,每个节点都有一个能量阈值,当节点的能量低于该阈值时,节点将不再参与数据传输,从而延长整个网络的生命周期。
下面是Leach算法的MATLAB仿真代码:
```matlab
clc;
clear;
close all;
N = 100; % 网络节点数量
R = sqrt(10000/pi); % 传输半径
p = 0.05; % 簇首节点的概率
E0 = 0.5; % 初始能量
Eelec = 50*10^(-9); % 能量消耗常数
Eamp = 100*10^(-12); % 能量放大常数
t = 0; % 轮次数
T = 2000; % 总轮次
E = zeros(N, T); % 节点剩余能量矩阵
x = rand(N, 1)*100; % 节点的横坐标
y = rand(N, 1)*100; % 节点的纵坐标
hold on;
scatter(x, y, 'filled');
plot(50, 50, 'r*');
axis([0 100 0 100]);
for i = 1:N
E(i, 1) = E0;
end
while t < T
C = zeros(N, 1); % 节点所属簇的编号
for i = 1:N
if E(i, t) > 0
if rand < p % 簇首节点
C(i) = i;
else % 普通节点
C(i) = floor((N-1)*rand)+1;
end
end
end
% 计算每个簇首节点到基站的距离
D = zeros(N, 1);
for i = 1:N
if C(i) == i
D(i) = sqrt((x(i)-50)^2 + (y(i)-50)^2);
E(i, t+1) = E(i, t) - Eelec - Eamp*D(i)^2;
end
end
% 数据传输
for i = 1:N
if C(i) ~= i
if E(i, t) > 0
if D(C(i)) <= R
E(i, t+1) = E(i, t) - Eelec - Eamp*D(C(i))^2;
E(C(i), t+1) = E(C(i), t+1) - Eelec - Eamp*D(C(i))^2;
end
end
end
end
t = t + 1;
end
hold off;
figure;
plot(1:T, sum(E, 1));
xlabel('轮次');
ylabel('网络剩余能量');
figure;
plot(1:T, sum(E>0, 1));
xlabel('轮次');
ylabel('剩余节点数量');
```
上述代码中,我们定义了网络节点数量N、传输半径R、簇首节点的概率p、初始能量E0、能量消耗常数Eelec、能量放大常数Eamp、轮次数T等参数。然后,我们随机生成节点在正方形范围内的坐标,并将初始能量赋给每个节点。接着,我们进入循环,每次循环都是一轮传输。在每轮传输开始前,我们先确定每个节点所属的簇以及簇首节点到基站的距离。然后,我们进行数据传输,如果两个节点之间的距离小于传输半径,则进行数据传输,否则不进行传输。每轮传输结束后,我们记录下每个节点的剩余能量,以及剩余节点数量。最后,我们绘制散点图、网络剩余能量随传输轮次的变化曲线、每轮传输剩余节点数量的变化曲线。
希望这个答案能够帮助到您!
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