基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓撲演化模型研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)是由大量微型傳感器節(jié)點組成的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)，其拓撲生成機制及自組織演化算法作為連通與覆蓋、拓撲控制、路由及定位等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)，一直受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)如今，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對WSN拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)特性進行分析是現(xiàn)階段該領(lǐng)域的熱點課題。該文主要由下述三方面展開討論：
　　首先，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景及意義，現(xiàn)階段的研究狀況，表述了本

2、課題的主要研究方向，并簡述了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的幾個特征度量參數(shù)及幾類基本網(wǎng)絡(luò)模型。然后重點闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)所具有的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的相關(guān)應(yīng)用引入到WSN拓撲演化研究當中。
　　其次，基于加權(quán)無標度網(wǎng)絡(luò)模型(Weighted Scale-free Network Model，BBV)，構(gòu)建了一種基于節(jié)點剩余能量的WSN加權(quán)無標度網(wǎng)絡(luò)拓撲演化模型。通過理論推導(dǎo)，證明該模型的點權(quán)、邊權(quán)、節(jié)點度分布均服從冪律分布，具有

3、無標度網(wǎng)絡(luò)的容錯性并能耗均衡，同時通過仿真驗證了該理論推導(dǎo)的正確性。
　　最后，考慮到WSN網(wǎng)絡(luò)中的實際現(xiàn)象，基于無標度網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建一種新的WSN能量感知線性擴展演化模型。該模型引入能量擇優(yōu)增長以及鏈路線性補償機制，構(gòu)建出符合節(jié)點競爭和退化，鏈路斷開和重連的WSN無標度容錯拓撲。通過平均場理論對該模型的度分布進行分析，驗證該模型的有效性。并在此模型的基礎(chǔ)上通過仿真實驗分析節(jié)點能量分布對WSN拓撲結(jié)構(gòu)的影響。隨后為解決無標度網(wǎng)絡(luò)在面