基于复杂网络理论的无线传感网路由策略分析

摘要

随着人类社会的不断发展，对信息获取的方式也日新月异，而如今，无线传感网是一种非常好的平台，其中的每个节点的组成成本非常的低，体积也可以做的很小，可以被随机地根据需要散落在检测区域。由于其自身能够携带的能量非常的有限，所以研究人员希望通过在监测区域合理地分布感知节点、路由算法的高效等方式来延长网络的工作时间和提高网络的通信性能。
　　由于无线传感网中有诸多传统的无线网络所不具有的特点，例如:节点众多，以数据为中心，拓扑结构动态变化，资源有限等。本文运用复杂网络中无标度网络理论对无线传感网络建立路由择优策略，观察在这种路由策略的作用下，网络的拓扑结构和性能的特点，同时观察网络的度分布特征、平均路径长度和抗随机攻击和刻意攻击的性能。在研究了此策略的性能之后，再提出一种与此策略相对应的路由策略，称为反无标度路由择优策略。
　　通过实验仿真比较了两种策略在网络度分布图、平均路径长度和抗随机攻击和恶意攻击能力这三个方面的性能和特点。通过网络的度分布图的对比发现，反无标度路由择优策略的网络平均度较小，最大度相对也较小，度小节点所占网络总节点数比例更大。通过对比平均路径长度图，发现反无标度路由择优策略的网络平均路径长度比无标度路由择优策略的要更小。二者在抗随机攻击和恶意攻击的性能方面是相似的。总体而言，反无标度路由择优策略的性能要比无标度路由择优策略的性能更好。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 研究意义

1．3 论文研究内容及组织框架

1．3．1 研究内容

1．3．2 论文框架

第二章 复杂网络理论概述

2．1 复杂网络的发展

2．2 复杂网络的应用领域

2．3 复杂网络的基本表示方法和特征参数

2．3．1 复杂网络的基本表示方法

2．3．2 复杂网络的特征参数

2．4 复杂网络的基本演化模型

2．4 本章小结

第三章 无线传感网络概述

3．1 无线传感网络的系统架构

3．2 传感器节点的结构

3．3 无线传感网络的特点

3．4 无线传感网络的路由协议

3．4．1 无线传感器路由协议的分类

3．4．2 无线传感网络中经典的路由协议

3．5 本章小结

第四章 无标度路由择优策略模型

4．1 无标度路由择优策略模型概述

4．1．1 FS策略中的节点类型

4．1．2 FS策略中的参数设计

4．1．3 FS策略中的网络的初始化

4．1．4 FS策略的整体工作流程

4．2 无标度路由择优策略模型的算法

4．2．1 寻找下一跳节点的方法

4．2．2 回溯

4．3 FS策略的仿真

4．3．1 FS策略的网络度分布图

4．3．2 FS策略的平均路径长度

4．3．3 FS策略的随机攻击和恶意攻击的性能测试

4．4 本章小结

第五章 反无标度路由择优策略模型

5．1 无标度路由择优策略中的问题

5．2 反无标度路由择优策略的概述

5．3 反无标度路由择优策略的仿真

5．3．1 RFS路由策略的度分布图

5．3．2 RFS策略的网络平均路径长度

5．3．3 FS和RFS的平均路径长度的对比

5．3．4 RFS路由策略的网络抗随机攻击和恶意攻击性能

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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