基于能量感知的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲莼?pdf

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1、第23卷第12期傳感技術(shù)學(xué)報V01．23No．122010年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDee．2010TopologyEvolutionBasedonEnergy-AwareinWirelessSensorNetworksLUOXiaojuan，YUHuiqun(D@anmemofComputerScienceandEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai20023，Chins)Abstract：Forene

2、rgyefficiencyinwirelesssensornetworkscomplexnetworkstheoryisintroducedinthispaper．，AdynamictopologyevolvingmodelbasedOnenergy—awareforWSNsisproposed．Wenotonlyconsiderthenodeconnectivityandremainingenergyofeachsensornode，butalsointroducetheadditionofnewlinksandthereduc．tion

3、ofsomeoldlinks．Usingthecontinuumtheory，theexpressionofthescale—freedegreedistributionforWSNsisobtained．Scale—freenetworkhasgoodrobustnessagainsttherandomattack．Numericalcalculationsandsimulationresultsshowthatourproposedtopologymodelmaketheenergyconsumptioninthewholenetwor

4、kmorebalanced．Keywords：wirelesssensornetwork；energy—aware；complexnetwork；topologyevolutionEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2010．12．026基于能量感知的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲莼_小娟，虞慧群(華東理工大學(xué)信息學(xué)院，上海200237)摘要：針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能源效率的問題，引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的研究方法，提出基于能量感知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)演化模型。在建模過程中考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓c節(jié)點(diǎn)的度數(shù)

5、和剩余能量密切相關(guān)，而且網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路是有增有減的動態(tài)行為，利用連續(xù)場理論推導(dǎo)出此模型具有無標(biāo)度的特征，無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對于節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)故障具有較高的魯棒性。數(shù)值計算與實(shí)驗仿真結(jié)果顯示，算法可以有效地改善整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)均衡能耗。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；能量感知；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；拓?fù)溲莼袌D分類號：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004—1699(2010)12—1798—05無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，度網(wǎng)絡(luò)模型¨，無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對于節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)故障具WSNs)是由部署在檢測區(qū)域內(nèi)大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組有較高的魯棒性。復(fù)雜網(wǎng)

6、絡(luò)理論為建立穩(wěn)健、高效成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供一種新的思網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到接收站進(jìn)路與方法。行處理。隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)目前，各種基于能量感知和容錯的拓?fù)淇刂扑愕娘w速發(fā)展，WSNs在軍事和民用各個領(lǐng)域都得到法已應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，Younis等提出了一廣泛應(yīng)用I2J。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于受到資源約束種基于簇的構(gòu)造K一連通網(wǎng)絡(luò)的方法來控制惡劣環(huán)的限制，系統(tǒng)的首要設(shè)計目標(biāo)是能源的高效使用，以境下傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)¨。文獻(xiàn)[12]通過節(jié)最大化網(wǎng)絡(luò)的生命周期

7、L3J。如何從系統(tǒng)的角度建點(diǎn)冗余的思想提出一個構(gòu)建容錯的拓?fù)淇刂扑惴āＡ⒎€(wěn)健、高效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟恢笔茄芯咳藛T的難題。文獻(xiàn)[13]基于能量有效提出一個低延遲的可靠數(shù)從20世紀(jì)末以來，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)已成為各學(xué)科領(lǐng)域重要據(jù)傳輸算法。ShaochunLi等在啟發(fā)機(jī)制思想的基的分析工具和研究手段，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以系統(tǒng)學(xué)的觀點(diǎn)礎(chǔ)上結(jié)合層次型拓?fù)淇刂品执厮枷朐O(shè)計了一種自適來研究客觀世界中存在的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，如Internet應(yīng)的混合型拓?fù)淇刂扑惴āＨ欢@些方法都沒網(wǎng)絡(luò)、社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)、科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)、軟件工程系有從網(wǎng)絡(luò)演化和度分布的角度來研究構(gòu)建能量有效統(tǒng)等-9]。Bar

8、abasi和Albert從動態(tài)的、增長的觀和容錯的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)[15—18]從網(wǎng)絡(luò)演點(diǎn)提出了的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有冪律度分布的形成機(jī)理，化角度來分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂疲槍o