节点移动模型-MATLAB仿真

1、高斯马尔科夫模型实现和仿真高斯马尔科夫模型描述高斯马尔科夫模型描述为每个节点被赋予一个当前的速率V和方向sita在一个固定的时间间隔？蛆寸隙后，每个节点更新当前的速率和方向，每次间隔之初更新，更新公式如下：v 1av(1 avv (1 0)v ,间ttt 1 n周期t 内,得到v和 t 1的计算值,?到：t 1xxvty y v t1 ttcostt1运动ttt2a t (1 a (1a) n。在每个指定的时则运动的目标位置可以通过下述式子得sin。一个时间间隔内，节点都按照v匀速到目标位置，称为一个step一个完整的ste包括：1节点参数的设置：仿真时间：T=1000;步进时间：dt=1步进

2、时间越小，路径曲线越光滑。时间间隔:nt=20;速度范围： vmin=1;vmax=1.5;场景范围： xmin=0;xmax=100; ymin=O; ymax=50;随机产生起始点的位置：xa=u nifrnd(0,100ya=1jnfrnd(0,50,1,1);初始速率设置为速率分布的期望：va=(vmi n+vma%)/始速度初始速度方向设置为方向分布的期望：sitaa=(0+2*pi)/2;速率平均值：vmea n=(vmin+vmax)/2;速度方向平均值：sitamea n=(0+2*pi)/2;2节点随机初始速度设置为vmean=vmin+vn)x2 sitamean=(0+2

3、*p随机获取初始位置xa,ya固定一个时间间隔?t=20 vn,sita是服从高斯分布的随机变量，vn服从均值为1.5方差为 0.2的高斯分布：vn=Rormrnd(1.5,0.2,1,1) , sitan服从均值为 pi，方差为 0.2的 高斯分布sitan =normrnd(pi,0.2,1,1);随机变量a的范围是(0,1 ,并且在这个范围内均 匀 分布。2节点在每个时间间隔更新速率和速度方向，根据初始节点的位置得到移动的目标位置xbyb3目标节点位置变为下一个ste的初始节点。模型参数设置：变量：调节参数 a速度v,方向sita节点位置(x,y，随机参数vn,sitan 初始节点位置节

4、点位置：xmin=0;xmax=100; ymin=0; ymax=50; A(xa,ya)初始节点速度参数：vmin=1;vma,=®平均值 vmean=(vmin+vmax)/2速度方向平均值 sitamea n=(0+2*pi)/2时间参数：nt=20;cleaa 11%相关参数设定T=100%仿真时间sdt= 1%;补进时间 snt=30%寸间间隔vmi n=0.5;vma%速度范围tmi n=0.1;tmax%停顿时间范围 sxmi n=0;xmax=1000;ymi n=O;y%场景 50范围tex=C%初始化运行时间记忆变量%axis(xmin xmax ymin y设

5、ax坐标范围%figure(1);holcbn%呆留绘图内容xa=u ni frnd(0,100%随机发生起始点坐标ya=unifrnd(0,50,1,1);va=(vmi n+vma%)初始 速度sitaa=(0+2*p%随机发生一个初始速度方向，前进角度服从均匀分布vmea n=(vmin+vm%速度平 均值sitamea n=(0+2*%速度方向平均值while(1)a=u nifrnd(0,1,%a#来调节随机性vn=normrnd(1.5,0.%服从高斯分布的速率参数sita n=n ormrnd(pi,0%服从高斯分布的速度方向参数vb=a*va+(1-a)*vmea n+sqrt

6、(%到达)目的节点后确定下一段的速度sitab=a*sitaa+(1-a)*sitamea n+sqrt(%到达)目的节点后 确定下一段的速度方向if T-tex>=ntfort=0:dt:ntxb=xa+va*cos(sitab)*t;yb=ya+va*si n(si%节点在到达目的节点后可以确定下一目的节点的位置 plot(xb,y'.b');,ifxb<xmi n%x坐标到达左边界xa=xa+xmax;elseix b>xmax%坐标到达右边界xa=xa-xmax;endif yb<ymi n %理标到达下边界ya=ya+ymax;elseiy b

7、>yma%y坐标到达上边界ya=ya-ymax;endtex=tex+dt;endelse fort=0:dt:T-tex xb=xa+va*cos(sitab)*t;yb=ya+va*si n(si%节点在到达目的节点后可以确定下一目的节点的位置 plot(xb,y'.b');,if xb<xmin %)坐标到达左边界 xa=xa+xmax;elseiX b>xma%x坐标到达右边界 xa=xa-xmax;endif yb<ymin %理标到达下边界 ya=ya+ymax;elseiy b>yma%y坐标到达上边界 ya=ya-ymax;endt

8、ex=tex+dt;returnendendxa=xb;ya=%将;目标点更新为新Step勺起点va=vb,sitaa=sitab;end5004504003503002502003004005006007008009001000随机方向模型实现和仿真随机方向模型描述： 随机方向移动模型描述为节点先在整个移动区域内随机选择一个位置作为初始位置，随机选 择运动速度的大小和方向，一直运动到边界上的一个点，就是目的节点，随机停顿一段时间 tp,将这个目的节点作为下一次移动的源节点，然后反复按相对固定的过程进行移动，通常 称这个重复过程为 Step一个完整的Ste包括运动速度 v随机停顿时间tp随机运

9、动方向sita然后以速度v匀速 直线运动到达边界位置后停顿时间tpp其中运动速度 v随机停顿时间tp,随机运动方向的范围和在该范围的分布可以通过模型参数的方式进行限定，如V的范围为(vnvma),并(v ,v )范围内服从平均分布；tp的范围为且在(t ,t ) ，并且在 (t ,t )范围内服从 minmaxmin maxmin max平均分布。随机运动方向根据在不同的边界，有不同的范围，在该范围内服从平均分布。模型参数设置：场景参数： xmin=0;xmax=100;ymin=0;ymax=50;时间参数：运行时间 T,记忆变量tex运动时间tm停顿时间tp;速度参数：vmin=0.5;v

10、ma速度大小v,运动方向sita;停顿时间参数： tmin=0.1; tmax=0.2;cleaar ll;%相关参数设定T=100%仿真时间sdt=1%; 补进时间 svmi n=1;vmax%速度范围 tmi n=0.1;tmax%停顿时间范围 s xmi n=0;xmax=100;ymi n=0;%场景的(范围tex=%j初始化运行时间记忆变量 axis(xmin xmax ymin %m设定坐标范围figure(1);holcbn%呆留绘图内容xa=u nifrnd(0,100%随机发生起始点坐标 ya=unifrnd(0,50,1,1);while(1)v=u nifrnd(vmi

11、n, vmax%随机发生一个速度值，速度大小服从均匀分布 tp=u ni frnd(tmi n,tmax%随机发生一个停顿时间，停顿时间服从均匀分 布if ya=0sita=u nifrnd(O,pi,%随机发生一个前进角度，前进角度服从均匀分elseiyf a=50sita=u ni frnd(1.5*pi,2*p%随机发生一个前进角度，前进角度服从均匀分布elseif xa=0sita=u nifrnd(-0.5*pi,0.5*p%|机发;生一个前进角度，前进角 度服从均匀分布elseixf a=100sita=u nifrnd(0.5*pi,1.5*p%t机发生一个前进角度，前进角度 服

12、从均匀分布elsesita=u nifrnd(0,2*pi%随机发生一个前进角度，前进角度服从均匀 分布end fort=0:dt:T if tex>T%本次Step内仿真时间会到 returnelse x=xa+v*cos(si%运动到边界位置的点 y=ya+v*sin(sita)*t;plot(x,'.y'),;holdon tex=tex+dt;if(=0|x=100|y=0|%=果运动到边界，则到达的点就是目 的节点brea;kendendendif T-tex>=tp;pause(tp)停止一段时间tex=tex+tp更新运行时间记忆变量elsepause

13、(T-tex%寸间到returnendxa=x;ya=%|-目标点更新为新Step起点end随机方向改进模型的实现和仿真 随机方向改进模型描述： 随机方向移动模型描述为节点先在整个移动区域内随机选择一个位置作为初始位置，随机选 择运动速度的大小和方向、移动的距离，节点移动这段距离后到达终点，到达终点后随机停 顿一段时间tp,将这个终点作为下一次移动的起始节点，这个过程为一个step然后反复按相对固定的过程进行移动。如果节点在运动期间运动到边界，将从对称的边界重新出发，速 度和方向不变。一个完整的Ste包括：1随机产生运动速度大小v停顿时间tp运动方向sita运动距离d°v的范围为 (

14、vmin, vmax) ，(v ,v )范围内服从平均分布； tp 的范围为 并且在(t ,t ) ，并且在 (t ,t )范围内服 min maxmin maxmin max从平均分布。2然后以速度v匀速直线运动随机的一段距离d后停顿时间tp。节点在运动过程中如果走到了边界，则从对称的边界出发，速度，方向均不变。比如运动到了左边界(xmin)y ,则节点的位置变为(xmax;)运动到了上边界(x,ymax，则节点的位置变为(x,ym) 3运动距离d后，到达的终点的位置为下一个ste的初始位置。模型参数设置：场景参数：xmin=0;xmax=100;ymin=Q;y运ax距离 dmin=20;

15、dmax=100; 时间参数：运行时间 T,记忆变量tex运动时间tm停顿时间tp;速度参数：vmin=0.5;vma速度大小v,运动方向sita;停顿时间参数： tmin=0.1; tmax=0.2;仿真程序： cleaar ll;%相关参数设定T=10%仿真时间s dt=1%; 补进时间 s vmi n=1;vmax%速度范围 tmi n=0.1;tmax%停顿时间范围 s xmi n=0;xmax=100;ymi n=0;%场景的范围 dmin=20;dmax=100;tex=(%初始化运行时间记忆变量axis(xmin xmax ymin %设定坐标范围 figure(1);holcb

16、n%呆留绘图内容xa=u nifrnd(0,100%随机发生起始点坐标ya=unifrnd(0,50,1,1);while(1)v=u nifrnd(vmi n, vmaX%随机发生一个速度值，速度大小服从均匀分布 tp=u ni frnd(tmi n,tmaX%随机发生一个停顿时间，停顿时间服从均匀分 布sita=u nifrnd(0,2*pi%随机发生一个前进角度，前进角度服从均匀分布d=u nifrnd(dmi n,dma%随机发生一个前进距离，前进距离服从均匀分 布tm=d/V运动时间if T-tex>=tr%此次step时间不会到 fort=0:dt:tm xb=xa+v*co

17、s(sita)*t; yb=ya+v*sin(sita)*t;plot(xb,y'.b') ,if xb<=xmi n%x坐标到达左边界xa=xa+xmax;elseiX b>=xma%x坐标到达右边界xa=xa-xmax;endifyb<=ymi n %理标到达下边界 ya=ya+ymax;elseiy b>=ymaXy坐标到达上边界 ya=ya-ymax;endtex=tex+(%更新运行时间记忆变量endif T-tex>=tp;pause(tp)停止一段时间tex=tex+tp更新运行时间记忆变量elsepause(T-tex%寸间到ret

18、urnendelse%此次step寸间会到fort=0:dt: T-tex xb=xa+v*cos(sita)*t; yb=ya+v*sin(sita)*t; plot(xb,y'.b') ,if xb<=xmi n%x坐标到达左边界 xa=xa+xmax;elseix b>=xmaxx坐标到达右边界xa=xa-xmax;endif yb<=ymi n%y坐标到达下边界 ya=ya+ymax;elseiy b>=yma%y坐标到达上边界 ya=ya-ymax;endendreturnendxa=xb;ya=%b；目标点更新为新 Step勺起点end仿真结

19、果:504540353025201510501020304050607080901000随机路点模型实现和仿真随机路点模型描述 随机路点移动模型描述为节点先在整个移动区域内随机选择一个位置作为初始位置，随机选 择一个位置为目的位置，将这个目的节点作为下一次移动的源节点，然后反复按相对固定的 过程进行移动，通常称这个重复过程为Step 一个完整的Ste包括先通过随机选择目标点D运动速度V和随机停顿时间 Tp然后以速度V匀速直线运动到达目标点D位置后停顿时间T。其中运动速度 V和随机停顿时间 Tp的范围和在该范围的分布可以通过模型参数的方式进行限定，如 V的范围为(Vnin WaJ，并且在(Wni

20、n.Vna范围内服从平均分布；Tp的范围为(t ,t )，并且在 (t ,t ) 范围内服从平均分布。 nin naxnin nax模型参数设置：场景参数： xnin=0;xnax=100;ynin=0;ynax=50;时间参数：运行时间 T,记忆变量tex运动时间tm停顿时间tp;速度参数：vmin=0.5;vma速度大小v;停顿时间参数： tnin=0.1; tnax=0.2;cleaar ll;%相关参数设定T=100%仿真时间sdt=1%; 补进时间 svmi n=1;vmax%速度范围tmi n=0.1;tmax%停顿时间范围 sxmi n=0;xmax=100;ymi n=0;%场

21、景的(范围tex=C%初始化运行时间记忆变量axis(xmin xmax ymin y%设定坐标范围figure(1);holcOn%呆留绘图内容xa=u ni frnd(O,1OO,%随机;发生起始点坐标ya=unifrnc(0,50,1,1);while(1)xb=u ni frnd(O,1OO,%随机发生一个路点坐标yb=unifrnd(0,50,1,1);v=u nifrnd(vmi n, vma)%随机发生一个速度值，速度大小服从均匀分布 tp=u ni frnd(tmi n, tmax%随机发生一个停顿时间，停顿时间服从均匀分布tm=sqrt(xb-xa)A2+(yb-y%)计算这

22、个 Ste|的移动时间ifxa=xb&&ya=%在出发点和目的点坐标相同时单独处理pause(tp)停止一段时间tex=tex+%更新运行时间记忆变量elseif T-tex>=tm本次Step内仿真时间不会到fort=0:dt:tm x=xa+v*(xb-xa)/sqrt(xb-xa)A2+(yb-ya)A2)*t; y=ya+v*(yb-ya)/sqrt(xb-xa)A2+(yb-ya)A2)*t;plot(x,'.y'),;tex=tex+%更新运行时间记忆变量endif T-tex>=tp;pause(tp%亭止一段时间tex=tex+%更新

23、运行时间记忆变量elsepause(T-te)%时间到 return endelse %本次Ste内仿真时间会到fort=0:dt:T-tex x=xa+v*(xb-xa)/sqrt(xb-xa)A2+(yb-ya)A2)*t; y=ya+v*(yb-ya)/sqrt(xb-xa)A2+(yb-ya)A2)*t; plot(x,'.y'),;endretur%时间到endendxa=xb;ya=%b!目标点更新为新Ste的起点end50454035302520151050102030405060708090100随机路点模型实现和仿真随机路点模型描述随机路点移动模型描述为节点先在整个移动区域内随机选择一个位置作为初始位置，然后反复按相对固定的过程进行移动，通常称这个重复过程为Step 一个完整的Ste包括先通过随机选择目标点D运动速度V和随机停顿时间T,然后以速度V匀速直线运动到达目标点D位置后停顿时间T。其中运动速度V和随机停顿时间| T的范围和在该范围的分布可以通过模