基于复杂网络理论的WSN若干关键问题研究

发布时间：2017-05-23 16:27

  本文关键词：基于复杂网络理论的WSN若干关键问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现如今很多人都认为,WSN(无线传感器网络)这项技术可与Internet技术相媲美：Internet技术的发展使得人们可以快速而方便的处理各种数字信息,传感器网络大大提高了人们与现实世界进行远程交互的能力。然而从很多方面来看,传感器网络还远远无法达到Internet技术的成熟,由于通信线路传输的复杂性造成大多数传感器网络无法连接过多的感知节点；同时现在的传感器节点的价格并不低廉,节点只能通过电池供电,能量补充十分不便等因素直接影响着传感器网络的寿命。复杂网络普遍存在于实际网络之中,其网络拓扑结构对网络影响较大,具有较强的研究价值和应用价值,目前已成为研究热点,被广泛应用于各个领域。本文对WSN的若干关键问题采用复杂网络理论加以研究,先通过对复杂网络理论的理解掌握,再根据复杂网络所提供的基础模型对WSN的复杂网络特征进行分析,验证了WSN具有复杂网络的特性。最后再运用该理论的研究方法对WSN中若干关键技术进行研究,具体研究内容如下：1.提出了一种接近于真实环境下的WSN基于能量损耗的局域世界动态演化模型,该模型是根据WSN中节点能耗研究出的。经过仿真分析证明：该模型可以降低WSN的节点能耗,为优化WSN的整体性能提供了一种参考模型。2.在WSN所具有的“小世界”特性的基础上提出了一种在WSN节点中通过增加特殊节点的方法组建成的WSN拓扑模型。仿真结果表明：该模型可提高WSN网络的节点能效,对延长WSN的生命周期有很大帮助。3.利用复杂网络理论研究WSN中的同步技术,并通过仿真实验验证了在WSN中的同步技术与哪些因素有关。
【关键词】：WSN 复杂网络 小世界网络 演化模型
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5;O157.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 论文研究背景10
• 1.2 WSN的研究发展情况10-11
• 1.3 论文主要工作与结构安排11-14
• 2 WSN的复杂网络特征14-28
• 2.1 无线传感器网络概述14-19
• 2.1.1 基本结构与特点14-16
• 2.1.2 关键技术16-17
• 2.1.3 评价标准17
• 2.1.4 相关应用17-19
• 2.2 复杂网络理论概述19-25
• 2.2.1 基本参数19-21
• 2.2.2 四种演化模型21-25
• 2.3 WSN拓扑及其复杂网络特征25-27
• 2.3.1 无线传感器网络的拓扑结构25-26
• 2.3.2 传感器网络的复杂网络特征26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 基于能量损耗的局域世界动态演化模型28-44
• 3.1 基本的局域世界演化模型28-30
• 3.1.1 演化步骤28-29
• 3.1.2 论解析29-30
• 3.2 能量损耗的局域世界动态演化模型30-34
• 3.2.1 演化模型设计30-31
• 3.2.2 理论解析31-34
• 3.3 仿真分析34-43
• 3.3.1 度分布分析35-38
• 3.3.2 网络直径和节点度平均分析38-40
• 3.3.3 聚类系数分析40-41
• 3.3.4 特征路径长度及网络能效分析41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 基于复杂网络小世界特征的WSN拓扑模型44-52
• 4.1 引言44
• 4.2 小世界效应的传感器网络模型44-50
• 4.2.1 模型设计45-47
• 4.2.2 仿真分析47-50
• 4.3 本章小结50-52
• 5 基于复杂网络理论的WSN同步技术52-58
• 5.1 引言52
• 5.2 连续时间线性耦合网络的渐近同步模型52-53
• 5.2.1 模型描述52-53
• 5.2.2 基于NW小世界的WSN时间同步判定准则53
• 5.3 仿真实验和结果分析53-56
• 5.3.1 实验步骤54-55
• 5.3.2 仿真分析55-56
• 5.4 本章小结56-58
• 结论58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 作者简介及读研期间主要科研成果66

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