基于小世界模型的無線傳感器網絡研究.pdf

1、由于傳感器節(jié)點體積較小、能量有限且不能補充，所以無線傳感器網絡研究時面臨的關鍵問題便是資源有限，通信、計算、儲存及帶寬傳輸等能力受到限制。小世界網絡具有集聚系數較高而平均最短路徑長度較短的特點，存在于眾多現實網絡中。在無線傳感器網絡中適當添加長程鏈接即捷徑，構造具有小世界特性的無線傳感器網絡，能夠有效地提升網絡的性能。因為無線傳感器網絡所處環(huán)境復雜多變，節(jié)點失效是不可避免的，所以研究節(jié)點失效后網絡正常運行的情況并基于此改進網絡拓撲結構是

2、至關重要的。網絡抗毀性描述的就是網絡在部分節(jié)點失效后維持正常工作的能力，因此需要確定一種衡量無線傳感器網絡抗毀性能的測度。
　　本文提出了一種基于分區(qū)的均衡能耗模型（PUECM模型），在無線傳感器網絡中通過添加捷徑構建小世界模型。該模型主要針對無線傳感器網絡的兩個特點展開：其一是網絡中所有節(jié)點都要將感知處理過的信息發(fā)送給Sink節(jié)點；其二是距離Sink節(jié)點較近的節(jié)點能耗比其他節(jié)點快，其失效極易導致整個網絡崩潰?；诖?，PUECM模

3、型創(chuàng)建的捷徑都是指向 Sink節(jié)點，且捷徑的端點會隨著網絡的運行周期地輪換于不同高級節(jié)點間。其中，捷徑端點的選擇取決于網絡中高級節(jié)點所處的區(qū)域、剩余能量及指向 Sink節(jié)點的角度。首先由高級節(jié)點地理位置確定備選節(jié)點，然后選擇其中剩余能量最高的節(jié)點最捷徑端點。若存在至少兩個備選節(jié)點同為能量最高者，則由指向Sink節(jié)點的角度確定捷徑端點。仿真結果表明PUECM模型不僅具有良好的小世界特性，還可以均衡網絡中節(jié)點的能耗，降低數據通信延遲，提高網

4、絡的整體效率。
　　針對網絡節(jié)點極易失效問題，本文還提出了一種基于節(jié)點重要度熵的抗毀性評估測度，即確定一種衡量基于小世界模型的無線傳感器網絡抗毀性的標準。首先評估網絡中節(jié)點的重要性，主要考慮的是小世界理論中衡量節(jié)點重要性的介數概念及鄰居節(jié)點和鄰邊對節(jié)點重要性的影響。與其他節(jié)點重要度衡量標準相比，本文提出的節(jié)點重要性評價標準是最全面準確的。然后借助于熵的概念，確定網絡中節(jié)點重要度的均勻程度，即網絡的重要度熵，以此表示網絡的抗毀性。仿