基于复杂网络理论的无线传感器网络模型研究

无线传感器网络模型的构建是无线传感器网络研究中的一个重要问题。复杂网络理论为无线传感器网络模型的研究提供了理论依据。在无线传感器网络当中，节点的布置、信息的采集和传输都需要有效的模型构建作为基本的保障。现有的基于复杂网络理论的无线传感器网络模型一般只在建模时候考虑度的增长，而极少考虑无线传感器网络中节点通信的局域性、负载均衡、能量等各种重要特征。所以本文基于复杂网络理论，对无线传感器网络的模型进行了研究。研究包含以下几个方面：首先，论文对复杂网络及无线传感器网络的相关研究进行了综述。本文首先综述了以前无线传感器网络的相关科研工作，然后简单介绍了复杂网络领域发展过程中影响较大的几个网络模型，然后对复杂网络的相关特征参数如度分布、平均路径长度、聚集系数、平均最近邻居连接性等进行了描述。然后，本文针对以前的无线传感器网络较少考虑能量参数及节点局域性等问题，提出了一种考虑能量异构、考虑节点局域性的无线传感器网络模型。本文所提出的模型具有无标度的度分布，具有较高的聚集系数、较小的平均路径长度，同时所提网络模型还具有异配性。同时本文也提出了网络节点重要性评价指标，并对网络模型进行了相关评价。对进一步评价和优化网络性能具有理论与实际意义。最后，本文针对一些经典的复杂网络模型较少考虑节点的负载均衡等问题，提出了一种考虑能量异构、考虑节点局域性并且负载均衡的的无线传感器网络模型。该模型具有指数分布的度分布，具有较小的聚集系数，同时网络模型还具有同配性。同时本文也比较了几种经典网络模型的平均度、最大度、度分布及有无考虑能量参数等因素，得出本章所提出的网络模型，具有随机网络的度分布特性，但是不存在其它网络模型中常见的超级节点，即比各种网络模型的负载更为均衡。实证结果表明,该模型能较好地描述无线传感器网络，对无线传感器网络的相关设计等具有一定的理论与实际意义。