基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)演化模型研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是一種由眾多傳感器節(jié)點(diǎn)自組織形成的多跳網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要支撐技術(shù)之一。將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論引入WSN的建模研究是目前的一個(gè)熱點(diǎn)方向。目前基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的WSN建模仍有不足：構(gòu)建的WSN模型大多在能量效率方面表現(xiàn)一般或者沒(méi)有很好的表現(xiàn)出WSN節(jié)點(diǎn)、鏈路在實(shí)際應(yīng)用中的動(dòng)態(tài)變化特征。文章在仔細(xì)分析討論了WSN的拓?fù)涮匦缘幕A(chǔ)上，提出了兩種構(gòu)建更加高效、更加貼近實(shí)際的WSN的方法，并在模型中實(shí)現(xiàn)了空間定位功能。本文主要研究

2、成果如下：
　　(1)提出了一種具有小世界特性的WSN演化模型，并研究了節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化部署方案。
　　節(jié)點(diǎn)能量的有限性是在進(jìn)行WSN研究時(shí)無(wú)法逃避的“攔路虎”。針對(duì)這種情況，基于小世界模型，通過(guò)引入“超級(jí)節(jié)點(diǎn)”組成超級(jí)鏈路來(lái)作為普通節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)通信的可靠捷徑這一方法，構(gòu)建了具有小世界特性的WSN演化模型。論文重點(diǎn)研究了普通節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)以及超級(jí)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化部署方案。同時(shí)，通過(guò)與文獻(xiàn)[76]第五章中模型的仿真對(duì)比，證明了增設(shè)少量超

3、級(jí)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造超級(jí)鏈路，有效地降低了網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度，減少了通信方面的能量開(kāi)銷，增加了節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間，從而提升了整個(gè)WSN的壽命。
　　(2)提出了考慮節(jié)點(diǎn)任務(wù)重要性的WSN演化模型。
　　基于WSN中新節(jié)點(diǎn)傾向于同剩余能量更多的節(jié)點(diǎn)建立鏈接，以及節(jié)點(diǎn)功率有限，只能與通信半徑內(nèi)的節(jié)點(diǎn)建立鏈接的現(xiàn)象，結(jié)合WSN的內(nèi)在特性，提出了考慮節(jié)點(diǎn)任務(wù)重要性的WSN演化模型。該模型除了將節(jié)點(diǎn)所承擔(dān)任務(wù)的重要性納入考慮外，另外很重要的一點(diǎn)就是

4、在模型設(shè)計(jì)之初就考慮了網(wǎng)絡(luò)的脆弱性的改善：通過(guò)k的取值來(lái)平衡能量消耗和對(duì)蓄意攻擊的抵御能力。借助平均場(chǎng)理論，推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)該模型的度分布情況介于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)兩者之間。最后的仿真研究顯示：適度的提高節(jié)點(diǎn)的局域世界規(guī)?？娠@著提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩唤Y(jié)合具體的需求情況，選擇合適的k值，可令該模型在能量效率、生存周期方面表現(xiàn)優(yōu)異，同時(shí)還能對(duì)惡意攻擊有著較好的抵御能力。
　　(3)在提出的模型中實(shí)現(xiàn)空間定位功能。
　　在仔細(xì)分析了現(xiàn)