clear;%清除內存變量
xm=100;%x軸範圍
ym=100;%y軸範圍
sink.x=0.5*xm;%基站x軸
sink.y=0.5*ym;%基站y軸
n=100;%節點總數
p=0.1;%簇頭概率
E0=0.02;%初始能量
ETX=50*0.000000000001;%傳輸能量，每bit
ERX=50*0.000000000001;%接收能量，每bit
Efs=10*0.000000000001;%耗散能量，每bit
EDA=5*0.000000000001;%融合能耗，每bit
cc=0.6;%融合率
rmax=1000;%總輪數
CM=32;%控制資訊大小
DM=4000;%數據資訊大小
figure(1);%顯示圖片
for i=1:1:n
S(i).xd=rand(1,1)*xm;
S(i).yd=rand(1,1)*ym;
S(i).G=0;%每一週期結束此變量為0
S(i).E=E0;%設置初始能量為E0
S(i).type='N';%節點類型為普通
plot(S(i).xd,S(i).yd,'o');
hold on;%保持所畫的圖像
end%為每個節點隨機分配坐標，並設置初始能量為E0，節點類型為普通
S(n+1).xd=sink.x;
S(n+1).yd=sink.y;
plot(S(n+1).xd,S(n+1).yd,'x');%繪製基站節點
flag_first_dead=0;%第一個死亡節點的標誌變量
for r=1:1:rmax%開始每輪循環
r+1%顯示輪數
if(mod(r,round(1/p))==0)
for i=1:1:n
S(i).G=0;
end
end%如何輪數正好是一個週期的整數倍，則設置S(i).E為0
hold off;%每輪圖片重新繪製
cluster=0;%初始簇頭數為0
dead=0;%初始死亡節點數為0
figure(1);
for i=1:1:n
if(S(i).E<=0)
plot(S(i).xd,S(i).yd,'red .');
dead=dead+1;%將能量小於等於0的節點繪製成紅色，並將死亡節點數增加1
if(dead==1)
if(flag_first_dead==0)
first_dead=r %第一個節點的死亡輪數
save ltest, first_dead;
flag_first_dead=1;
end
end%將能量小於等於0的節點繪製成紅色，並將死亡節點數增加1
hold on;
else
S(i).type='N';
plot(S(i).xd,S(i).yd,'o');%繪製其他節點
hold on;
end
end
plot(S(n+1).xd,S(n+1).yd,'x');%繪製基站
Dead(r+1)=dead; %每輪有死亡節點數
save ltest, Dead(r+1);%將此數據存入ltest檔案
for i=1:1:n
if(S(i).E>0)
if(S(i).G<=0)
temp_rand=rand;%取一個隨機數
if(temp_rand<=(p/(1-p*mod(r,round(1/p)))))%如果隨機數小於等於
S(i).type='C';%此節點為此輪簇頭
S(i).G=round(1/p)-1;%S(i).G設置為大於0，此週期不能再被選擇為簇頭
cluster=cluster+1;%簇頭數加1
C(cluster).xd=S(i).xd;
C(cluster).yd=S(i).yd;%將此節點標誌為簇頭
plot(S(i).xd,S(i).yd,'k*');%繪製此簇頭
distance=sqrt((S(i).xd-(S(n+1).xd))^2+(S(i).yd-(S(n+1).yd))^2);%簇頭到基站的距離
C(cluster).distance=distance;%標誌為此簇頭的距離
C(cluster).id=i; %此簇頭的節點id
packet_To_BS(cluster)=1;%發送到基站的數據包數為1
end
end
end
end
CH_Num(r+1)=cluster; %每輪的簇頭數
save ltest,CH_Num(r+1);%保存每輪簇頭數到ltest
for i=1:1:n
if(S(i).type=='N'&&S(i).E>0)%對每個能量大於0且非簇頭節點
min_dis=sqrt((S(i).xd-(C(1).xd))^2+(S(i).yd-(C(1).yd))^2);%計算此節點到簇頭1的距離
min_dis_cluster=1;
for c=2:1:cluster
temp=sqrt((S(i).xd-(C(c).xd))^2+(S(i).yd-(C(c).yd))^2);
if(temp<min_dis)
min_dis=temp;
min_dis_cluster=c;
end
end%選擇此幾點到哪個簇頭的距離最小
packet_To_BS(min_dis_cluster)=packet_To_BS(min_dis_cluster)+1;%將此節點加入的簇
%頭節點數據包數加1
Er1=ERX*CM*(cluster+1);%此節點接收各個簇頭的控制資訊
%此節點加入的簇的簇頭時隙控制資訊的總接收能耗
Et1=ETX*(CM+DM)+Efs*(CM+DM)*min_dis*min_dis;%此節點發送加入資訊和發送數據資訊
%到簇頭的能耗
S(i).E=S(i).E-Er1-Et1;%此輪後的剩餘能量
end
end
for c=1:1:cluster%各個簇頭
packet_To_BS(c);%簇頭需發送到基站的數據包個數
CEr1=ERX*CM*(packet_To_BS(c)-1);%收到此簇各個節點加入資訊的能耗
CEr2=ERX*DM*(packet_To_BS(c)-1);%收到此簇各個節點數據資訊的能耗
CEt1=ETX*CM+Efs*CM*(sqrt(xm*ym))*(sqrt(xm*ym));%此簇頭廣播成簇資訊的能耗
CEt2=(ETX+EDA)*DM*cc*packet_To_BS(c)+Efs*DM*cc*packet_To_BS(c)*C(c).distance*C(c).distance;%簇頭將所以數據融合後發往基站的能耗
S(C(c).id).E=S(C(c).id).E-CEr1-CEr2-CEt1-CEt2;%此輪後簇頭的剩餘能量
end
for i=1:1:n
R(r+1,i)=S(i).E; %每輪每節點的剩餘能量
% save ltest,R(r+1,i);%保存此數據到ltest
end
hold on;
end
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