基于复杂网络理论的无线传感器网络拓扑演化模型研究.pdf

1、无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)是由大量微型传感器节点组成的多跳无线自组织网络，其拓扑生成机制及自组织演化算法作为连通与覆盖、拓扑控制、路由及定位等无线传感器网络关键技术的基础，一直受到学者们的广泛关注。现如今，利用复杂网络理论对WSN拓扑结构动态特性进行分析是现阶段该领域的热点课题。该文主要由下述三方面展开讨论：
　　首先，介绍了无线传感器网络的研究背景及意义，现阶段的研究状况，表述了本

2、课题的主要研究方向，并简述了复杂网络理论的几个特征度量参数及几类基本网络模型。然后重点阐述了无线传感器网络拓扑结构所具有的复杂网络特征，将复杂网络理论的相关应用引入到WSN拓扑演化研究当中。
　　其次，基于加权无标度网络模型(Weighted Scale-free Network Model，BBV)，构建了一种基于节点剩余能量的WSN加权无标度网络拓扑演化模型。通过理论推导，证明该模型的点权、边权、节点度分布均服从幂律分布，具有

3、无标度网络的容错性并能耗均衡，同时通过仿真验证了该理论推导的正确性。
　　最后，考虑到WSN网络中的实际现象，基于无标度网络模型构建一种新的WSN能量感知线性扩展演化模型。该模型引入能量择优增长以及链路线性补偿机制，构建出符合节点竞争和退化，链路断开和重连的WSN无标度容错拓扑。通过平均场理论对该模型的度分布进行分析，验证该模型的有效性。并在此模型的基础上通过仿真实验分析节点能量分布对WSN拓扑结构的影响。随后为解决无标度网络在面