基于复杂网络的无线传感器网络演化模型研究

《基于复杂网络的无线传感器网络演化模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一Ｉ－．．１．．Ｉ＇：＼．１０２９３；公开单位代码：密级＿＿Ｊ’．，＞＊山．、．考史缘隹硕女讼乂顆＇‘ｆ■＇ｌ’＇ｖ＇．：论文题目：暮子复杂网络的无线传感器网络瀉化標型研究■■－／．－．＿．．屯．．号，学３０５３２１８．Ａ．ｉ铅Ｖ１２１Ｖ，．１＾姓名杨经明‘圓Ｉ？．？．．．．，导师乃佑红教授专业学位类别工程硕±类型全曰制专业（领域）控制工程论文提交日期２０１６年４

2、月南京邮电大学学位论文原创性声明指导下进行的研巧＾作及取得的研究成巧。本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师，论中不包含其他人Ｕ经发巧或撰写过？尽我所知，除了文中特别加ｙ标注和致谢的地方外．辜过的材料。的研兒成果，也不包含为巧得南京邮电大学或其它教育机构的学位或化书而使巧与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明井衷示ｒ谢意。一。本人学位论文及涉及相关资料若巧不实，愿息承巧切相关的法律责任研巧生签名：日舰識／／、４呼餐南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大可学可抖化留并向国家有关部口

3、或化构送交论文的这印件和屯子文档；允许论文被查阅和借阀；Ｌ乂将学手位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可拭采用影印、缩印或扫描等甚制段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容巧纸质论义的内容相一致。论文的公布（包巧刊登）摄权南京邮电火学研巧生院办理。研涉密学位巧生短论文在解密后适用本授权书。名：７禮名：乃攻＾日期：Ｗ皆采午EvolutionModelsofWirelessSensorNetworksBasedonComplexNetworkTheoryThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPo

4、stsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYANGJingmingSupervisor:Prof.WANYouhongApril2016摘要无线传感器网络(WSN)是一种由众多传感器节点自组织形成的多跳网络，是物联网领域的重要支撑技术之一。将复杂网络理论引入WSN的建模研究是目前的一个热点方向。目前基于复杂网络的WSN建模仍有不足：构建的WSN模型大多在能量效率方面表现一般或者没有很好的表现出WSN节点、链路在实际应用中的动态变化特征。文章在仔细分析讨论了WSN的拓扑特性的基础上，提出了

5、两种构建更加高效、更加贴近实际的WSN的方法，并在模型中实现了空间定位功能。本文主要研究成果如下：(1)提出了一种具有小世界特性的WSN演化模型，并研究了节点的优化部署方案。节点能量的有限性是在进行WSN研究时无法逃避的“拦路虎”。针对这种情况，基于小世界模型，通过引入“超级节点”组成超级链路来作为普通节点与汇聚节点通信的可靠捷径这一方法，构建了具有小世界特性的WSN演化模型。论文重点研究了普通节点、汇聚节点以及超级节点的优化部署方案。同时，通过与文献[76]第五章中模型的仿真对比，证明了增设少量超级节点构造超级链路，有效地降低了网络的平均路径长度，减少了通信方

6、面的能量开销，增加了节点的生存时间，从而提升了整个WSN的寿命。(2)提出了考虑节点任务重要性的WSN演化模型。基于WSN中新节点倾向于同剩余能量更多的节点建立链接，以及节点功率有限，只能与通信半径内的节点建立链接的现象，结合WSN的内在特性，提出了考虑节点任务重要性的WSN演化模型。该模型除了将节点所承担任务的重要性纳入考虑外，另外很重要的一点就是在模型设计之初就考虑了网络的脆弱性的改善：通过k的取值来平衡能量消耗和对蓄意攻击的抵御能力。借助平均场理论，推导发现该模型的度分布情况介于随机网络和无标度网络两者之间。最后的仿真研究显示：适度的提高节点的局域世界规模

7、可显著提升网络数据传输的效率；结合具体的需求情况，选择合适的k值，可令该模型在能量效率、生存周期方面表现优异，同时还能对恶意攻击有着较好的抵御能力。(3)在提出的模型中实现空间定位功能。在仔细分析了现有的几种经典WSN定位算法的优点与缺点的基础上，运用DV-Hop算法在新提出的两种模型中实现了目标节点的定位。其中，由于基于小世界网络的新模型的超级节点和汇聚节点的位置信息是已知的，可直接作为锚节点使用。而基于无标度网络的模型则是通过在整个区域均匀部署锚节点来实现定位。最终的仿真结果显示，DV-Hop算法在这两个模型中的定位效果较好，误差较小。关键词:无线传感器网络

8、，复杂网络，小世界模型，