【導(dǎo)讀】課題分三個有機(jī)部分。第一部分要求學(xué)生認(rèn)識并熟悉MATLAB的操作；第三部分則要求學(xué)生利用MATLAB對于已有的仿真測量數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理。2020年4月12日至4月25日：查找資料、方案論證、撰寫開題報告、英文資料翻譯，2020年4月26日至5月16日：了解AdHoc網(wǎng)絡(luò)的算法及仿真原理；2020年6月7日至6月20日：撰寫論文、答辯。

　　

【正文】 2 3 4 5 6 70102030405060n o m b r e d e r e f l e x i o n soccurence du nombre de reflexions(%)3 3 6 32 3 13 圖 44 理想的折迭次數(shù)組合 : 4R1D(4次反射 ,1次衍射 ) 確定了理想折迭次數(shù)，我們開始確定均穩(wěn)空間的存在，首先我們需要求離散率，離散率 =差動延遲的 均方差 /差動延遲的 平均值 ，因此我們需要求得差動延遲 . 應(yīng)用的公式和理論如下： 沖激響應(yīng) h(t) 圖 45 功率的沖激響應(yīng) h(t) h(t) h(τk) h(τ2) h(τ1) h(τ3) τ1 τ2 τ3 τk t ……… ……… 基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 23 ?? ??k kk kkm hh)()(?????? ??kkkkms hhD )()()( 2????由此可得到一個平均延遲 : 最后得到一個差動延遲 Ds： 再對這些延遲數(shù)據(jù) 利用 Matlab 進(jìn)行處 理 ， 也就是做一些數(shù)學(xué)處理，以求出平均值和均方差，再得到均方差 /平均值 ，即離散系數(shù)： tau_E1_01=DR4E1_01_d1r4(:,3)。 %從文件中調(diào)用延時數(shù)據(jù) moy_E1_01=mean(tau_E1_01)。 %取平均值 var_E1_01=sum((tau_E1_01moy_E1_01).*(tau_E1_01moy_E1_01)/450)。 %計算 方差 ecart_E1_01=sqrt(var_E1_01)。 %方差的平方根 （即均方差） ratio_E1_01=ecart_E1_01/moy_E1_01。 %離散系數(shù) ， 即 ，均方差 /平 均 值 在這次測試中我們以 普瓦捷大學(xué)校園作為應(yīng)用模擬腳本?？芍肋@次微波傳輸發(fā)生的一次衍射和四次反射，在具體待測區(qū)域中我們選擇 4m2到 100m2面積進(jìn)行仿真運(yùn)算，不在此范圍的不進(jìn)行仿真處理，在次范圍的待測區(qū)域進(jìn)行仿真處理后再用 MATLAB 對 文件進(jìn)行處理，最后計算離散系數(shù)，通過得到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計繪圖 。 根據(jù) 下圖 的 MATLAB 運(yùn)算流程圖， 我們進(jìn)行以下的說明。 由于微波在空間傳播過程中會有很多因素來影響它的能量，為了能更準(zhǔn)確的得到微波的傳播后的信息還原，我們選取的是理想的折迭次數(shù)組合 : 4R1D(4次反射 ,1 次衍射 )后的接收信號來進(jìn)行分析： 首先我們通過編程，使 MATLAB 軟件有比較功能的選擇接收面積來進(jìn)行分析。我們選取的面積是 4m2到 40m2之間。例如 接著我們要測定所需的均穩(wěn)區(qū)間的條件：例如設(shè)定信息還原率 ≧ 77%，離基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 24 散系數(shù) ≧ 35%。 根據(jù)程序，如果輸入的程序測試的面積在這個范圍內(nèi)， MATLAB 軟件就會運(yùn)行下去，用 IRS 軟件進(jìn)行仿真以得到 所需要的數(shù)據(jù)。 得到數(shù)據(jù)后將其導(dǎo)入 MATLAB 軟件的運(yùn)算區(qū)，用 MATLAB 對其進(jìn)行分析處理。然后畫出數(shù)據(jù)曲線圖在 “ figure” 區(qū)將其輸出。 如果 MATLAB 軟件分析所得數(shù)據(jù)不在我們設(shè)定的測試區(qū)域，則 MATLAB會跳出整體程序而終止程序。 對數(shù)據(jù)的處理上，由上可以 得出 下面 1 個比較詳細(xì)的運(yùn)算流程圖（圖 ） 開始 面積的選取 IF 面積 =40m2 結(jié)束 Ratio 比值的計算 仿真 累積函數(shù)方程 是 否 基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 25 圖 46 MATLAB 運(yùn)算流程圖 第五章 數(shù)據(jù)分析 通過上述仿真我們得到五組信宿的分布比較 圖 ，現(xiàn)在我選取 20 平方米（圖51）和 30 平方米（ 圖 52）的圖像進(jìn)行說明： 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000510152025面積為 2 0 m 2個數(shù)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 20 . 40 . 60 . 81離散系數(shù) ( % )信息還原率 圖 51 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10005101520面積為 3 0 m 2個數(shù)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 20 . 40 . 60 . 81離散 系數(shù) ( % )信息還原率（%） 圖 52 基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 26 通過對 20平方米的圖像及 30 平方米的圖像進(jìn)行分析可知： 在橫坐標(biāo)上，離散系數(shù)大于 35 的時候，基本沒有什么價值的信宿分布，由此可看出大部分的信宿都在所要求的離散系數(shù)之內(nèi)。為了使我們的結(jié)論更具科學(xué)性、合理性和涵蓋性，我們在實際論證中，有選擇性的選取了五種大小所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。 關(guān)系圖如下所示 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10000 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91 X 離散系數(shù) r a t i o 比值 ( % )信息還原率針對五種區(qū)域大小所得的變化曲線4 m 21 0 m 22 0 m 23 0 m 24 0 m 2圖 53 不同面積的累積函數(shù)曲線圖 通過仿真，我們得到五組信宿的分布比較圖，經(jīng)過統(tǒng)計對比后，我們得到了這樣一個曲線圖，根據(jù)它，我們可以直觀地發(fā)現(xiàn)我們感興趣的東西。橫 坐標(biāo)是我們稱之為“離散系數(shù)”的標(biāo)量，縱坐標(biāo)表示“信息還原率”，它的物理意義所論證數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)還原程度即前面所述有價值的信息分布。首先，橫坐標(biāo)離散系數(shù)是 0— 1之間的值，越接近 1 就表示這個區(qū)間越不穩(wěn)定；縱坐標(biāo)表征信息的還原度，值越小表示失包率越大。 根據(jù)這張圖，我們可以得出結(jié)論：目標(biāo)群區(qū)域面積越大，均勻和穩(wěn)定性就越差！而且，如果說還原概率大于等于 77%，離散系數(shù)小于 ，是我們所接基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 27 受的最小閥值的話，那么我們可以發(fā)現(xiàn)，這個均穩(wěn)空間的最佳大?。ㄅR界面積）應(yīng)當(dāng)為 20平方米。 從上面所得到的結(jié)論我們可以這樣理解。 這個結(jié)論既有一定的科學(xué)性，但亦必要更換一下環(huán)境，比如說：中國政法大學(xué) ，南昌工程學(xué)院校園的平面圖，從多個角度來論證我們的結(jié)論，如果說我們利用其他環(huán)境且條件相同，即離散系數(shù)不大于 ，信息還原率是大于等于 ，其臨界也是 20 平方米的，也就可以說明只要這個區(qū)域大小是 20 平方米就可以堪稱一個點，這個 20 平方米就是所謂的均穩(wěn)空間。 基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 28 第六章 總結(jié)與展望 總 結(jié)： 鑒于本次畢業(yè)設(shè)計，主要有以下幾個問題：首先是學(xué)習(xí)理解 通信協(xié)議，以及傳輸原理。其次，了解 Dijkstra 算法原理 ，能熟練運(yùn)用 MATLAB 進(jìn)行繪圖。第三， MATLAB 軟件的運(yùn)用，學(xué)習(xí)一個算法從創(chuàng)建到仿真的具體步驟。第四是對 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原理的學(xué)習(xí)和運(yùn)用。 前期的準(zhǔn)備工作很重要，搜集盡可能多的資料， 因為我們之前對 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)并沒有接觸過。還有軟件的安裝， 、 word、 截圖工具等等。分配好時間，安排好計劃才能更好的完成任務(wù)。先做好準(zhǔn)備工作，學(xué)習(xí) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)；然后的時間主要是用 對已知數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖；進(jìn)一步完成程序，并用 軟件進(jìn)行設(shè)計的圖形的曲線累 加。每步計劃，目的明確，時間適當(dāng)。 總結(jié)這次設(shè)計過程中遇到的困難主要在算法的分析以及曲線累加繪圖方面，這是實現(xiàn) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的前提。在掌握原理之后，如何用 實現(xiàn)算法是最關(guān)鍵的一步。在實現(xiàn) Dijkstra 算法的過程中，因為 Ad Hoc 原理比較復(fù)雜，編程也比較困難。但在編程這一塊，老師幫了我們很大的忙，以至于我們可以順利的利用編程的那些來實現(xiàn)繪圖，在實現(xiàn)功能之后，再將各個程序利用 hold on 疊加到一起，再實現(xiàn)變化曲線的累積，方便我們的數(shù)據(jù)分析。在老師的指導(dǎo)和提示下，最終實現(xiàn)了設(shè)計的目的。 展 望： 首先，對 協(xié)議，這次設(shè)計只是基于這個協(xié)議下的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計。 其次，是 Dijkstra 算法的改進(jìn)。 Dijkstra 算法能得出最短路徑的最優(yōu)解，但由于它遍歷計算的節(jié)點很多，所以效率低 。 本 課題 是在 以 普瓦捷大學(xué)校園作為應(yīng)用模擬腳本下做的這樣一個課題，符合了之前設(shè)定的信息還原率和離散系數(shù)這樣一個均穩(wěn)空間，那么基于此，在以后的設(shè)計中，會去考慮在其他模擬腳本下是否也會有此結(jié)論，或者說能夠使這個結(jié)論成立，比如說在江西師范大學(xué)或者湖南大學(xué)這樣一個模擬腳本之下。 基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 29 最后，考慮到 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)具有很多優(yōu)良特性，它的應(yīng)用領(lǐng)域還有很多，這需要我們進(jìn)一步去挖掘。比如它可以用來擴(kuò)展現(xiàn)有蜂窩移動通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，實現(xiàn)地鐵和隧道等場合的無線覆蓋，實現(xiàn)汽車和飛機(jī)等交通工具之間的通信，用于輔助教學(xué)和構(gòu)建未來的移動無線城域網(wǎng)和自組織廣域網(wǎng)等。 基于 Dijkstra 算法的 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)仿真優(yōu)化 30 參考文獻(xiàn) [1] 黨宏社 信號與系統(tǒng)實驗（ MATLAB 版 西安電子科技大學(xué)出版社 2020 [2] 王金龍等 Ad Hoc 移動無線網(wǎng)絡(luò) 國防工業(yè)出版社 2020 [3] 強(qiáng)世錦 數(shù)字通信系統(tǒng) 西安電子科技大學(xué)出版社 2020 [4] 趙文峰 控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真（ MATLAB 工程應(yīng)用叢書） 西安電子科技大學(xué)出 版社 2020 [5] 向陽 移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò) QoS路由技術(shù)研究 [D]. 武漢理工大學(xué) ,2020 [6] 孫強(qiáng) 移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)高能效路由技術(shù)的研究 [D]. 武漢理工大學(xué) ,2020