基于移动自组织网的最优网关选择matlab模拟与仿真

简介: 本内容聚焦于移动自组织网(MANET)中的最优网关选择问题,提供算法运行效果预览(无水印)、基于Matlab2022a/2024b的实现版本,以及含中文注释的完整代码和操作视频。理论部分介绍枚举法与模拟退火法:枚举法穷举所有网关组合以评估性能指标,确保全局最优;模拟退火法通过随机搜索避免局部最优,高效逼近理想解。适合研究MANET网关优化及算法应用的学者与开发者。

1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)
1.jpeg
2.jpeg
3.jpeg
4.jpeg

2.算法运行软件版本
matlab2022a/matlab2024b

3.部分核心程序
(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)

```for K=1:Iter
[ki,ij]
c_lb = max(x(x_cur)-delta,lb); %计算当前邻域上下界c_lb,c_ub
c_ub = min(x(x_cur)+delta,ub);
rand_num =(c_ub-c_lb)*rand(1,1)+c_lb;%在当前邻域内取一个随机数
x_randnum = round(rand_num);%定位随机数所在的最近的X对应的点

Lusg1     = func_obj(Vx_,Vy_,Vz_,c,NN,k,x_randnum);%建模,根据公式5-5建立
Lusg2     = func_obj(Vx_,Vy_,Vz_,c,NN,k,x_cur);%建模,根据公式5-5建立

if Lusg2>Lusg1           %若f(x)>f(x+1)则进行下一步以概率p决定是否使用该点
    p_rand=rand;
    if p_rand<exp(-(Lusg1-Lusg2)/T(k))
       x_cur=x_randnum;
    end
end
best(K)=Lusg2;

end
dat(ij)=toc;
end

runtime(ki)=mean(dat);
end

figure;
plot(kk,runtime,'-bs',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',6,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
% 设置 x 轴的标签为卫星网关数量
xlabel('卫星网关数量');
% 设置 y 轴的标签为运行时间(s)
ylabel('运行时间(s)');
grid on

save R1.mat kk runtime

```

4.算法理论概述
移动自组织网(MANET)由一组移动节点通过无线链路连接而成,网络中节点动态变化,且通常需要通过网关与外部网络通信。最优网关选择旨在从网络中的候选网关节点集合中,找出能使网络性能最优的网关节点或网关组合,优化目标可能包括最小化传输延迟、最大化吞吐量、均衡网络负载等。假设网络中有 个候选网关节点, 个普通节点,网关选择问题就是在不同网关选择方案下,评估网络性能指标并找出最优方案。

   枚举法是一种简单直接的算法,它通过穷举所有可能的网关选择方案,计算每个方案下的网络性能指标,然后比较得出最优方案。

image.png

    模拟退火法(SA)是一种基于物理退火过程的随机搜索算法,用于解决组合优化问题。它能在一定程度上避免陷入局部最优解,通过控制温度参数逐渐降低搜索的随机性,逼近全局最优解。

image.png

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