基于稳定链路的WSNs拓扑优化算法设计与仿真,本论文为您写拓扑毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
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摘 要： 无线传感器网络在物联网中占有重要地位,其能够降低能耗并有效保障数据传输.然而,无线传感器网络底层拓扑结构通常存在网络链路质量低、网络能耗高、网络干扰等问题.针对现有网络链路不稳定的问题,提出具有稳定链路的幂律可调优化算法,并对其生成的拓扑动态性能进行研究.通过网络节点失效容错需求仿真和链路稳定性仿真,验证了幂律可调优化算法的准确性,为无线传感器网络拓扑优化提供参考.
关键词： 稳定链路； 无线传感器网络； 幂律可调； 底层拓扑； 算法优化
中图分类号： TN911?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）19?0045?04
Design and simulation of stable link based topology optimization algorithm for WSNs
WANG Hongyan1, LIU Wei1, 2
（1. Department of Electric Automatization, Hebei University of Water Resources and Electric Engineering, Cangzhou 061000, China；
2. School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China）
Abstract： Wireless sensor networks （WSNs） play an important role in the Internet of Things, which can reduce energy consumption and ensure data tranission. The underlying layer topology structure of WSNs usually has the problems of low network link quality, high network energy consumption and network interference. Since the current network link is instable, a power law adjustable optimization algorithm with stable link is proposed, and the topologic dynamic performance generated by it is studied. The accuracy of the power law adjustable optimization algorithm was verified by means of the simulation required by the network node failure tolerance and link stability. It is hoped the algorithm can provide a reference for the future topology optimization of WSNs.
Keywords： stable link； wireless sensor network； power law adjustability； bottom topology； algorithm optimization
0 引 言
無线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）在运行过程中能够对特定监测范围节点进行自组织,并通过无线网络进行高效信息收集与分析[1?2].WSNs工作状态受环境影响明显,尤其是当出现通信时断时,会引发整个系统链路失稳.在遭遇环境障碍时,WSNs自身是否拥有可靠拓扑容错能力将决定网络工作状态的稳定性[3].理论界对WSNs拓扑容错性优化问题展开大量研究,并提出冗余备份机制、无标度容错拓扑等理念及方法[4].传统容错理念下,为扩大WSNs容错性能,主张增设冗余链路,而这通常会带来链路稳定性降低的问题.事实上,由于WSNs中各节点的节点度大小存在显著不均衡特征.基于这一认知,无标度容错拓扑思想尝试更有效地控制节点失效概率,从而扩大网络容错性能.众多研究人员不断研究无标度容错拓扑算法,以提升节点失效的可容性[5?6].然而,许多算法仍然停留在固定幂指数阶段,对节点失效随机性难以很好应付,且不能有效提升链路稳定性[7?8].
基于“WSNs容错需求实际差异”以及“通信链路择优”,本文尝试设计一种WSNs拓扑优化算法,并通过IRIS实验平台、Matlab软件验证其容错性能可靠性.通过相关实验及仿真,希望对改善WSNs运行效率及稳定性有积极的促进作用.
1 拓扑演化模型构建
1.1 BA模型
1999年,Barabasi与Reka Albert提出BA模型,即无标度容错拓扑演化模型[9].根据该模型,新节点与原节点[i]之间建立链路时,以如下概率进行：
[Π（i）等于kij∈Akj] （1）
式中：[A]表示网络原有节点集合；[kj]表示原节点的节点度.
在演化[t]步长后,BA模型会形成一个新无线传感网络,其节点数为[N等于m0+t,]链路数为[mt.]如图1所示,在与原节点连接时,新节点会优先选择高密度区域,从而形成密度显著不均匀的新网络.
演化过程中会不断产生新链路,从而导致WSNs原节点[i]的节点度[ki]出现变化,其变化率可由下式计算：
结论：关于拓扑方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关拓扑论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
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