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题名能耗均衡的无线传感器网络无标度容错拓扑模型
被引量：22
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作者
刘浩然
孙雅静
刘彬
韩丽
尹荣荣
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机构
燕山大学信息科学与工程学院
燕山大学河北省特种光纤与光纤传感重点实验室
燕山大学电气工程学院
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出处
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第8期1843-1855,共13页
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基金
河北省自然科学基金(F2015203091
F2014203239)
+1 种基金
河北省科技计划项目(15275423)
秦皇岛市科学技术研究与发展规划项目(201502A216)资助~~
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文摘
网络生命期是衡量无线传感器网络性能的重要指标,无标度拓扑对节点随机失效的强容错性在一定程度上能够延长网络生命期,但是其拓扑结构的不均匀会造成网络能耗的不均衡.为此,针对无标度拓扑能耗不均衡导致网络生命期缩短的问题,该文考虑节点剩余能量和节点间距离,建立能耗模型,根据此模型评估网络的生命期,分析节点能量和节点间距离对网络生命期的影响,得出网络生命期与节点能量正相关,与节点间距离负相关的关系.将此关系应用于无标度拓扑演化规则的择优连接机制中,提出一种能够均衡网络能耗的无线传感器网络容错拓扑动态演化模型.在建模过程中,将节点剩余能量与节点间距离的比值作为适应度函数,并考虑网络拓扑变化时存在的链路增减的动态行为,利用平均场理论分析此演化模型节点度分布的幂率特性,最终得到一个具有无标度特性的容错拓扑.在MATLAB仿真平台下,分析由所提演化模型形成拓扑的度分布形式,验证出该拓扑的度分布服从幂率特性.同时,将此模型与其他经典模型进行网络性能对比分析,验证出该模型不仅能够均衡节点和网络的能量消耗,延长网络的生命期,还能够增强网络的容错和容侵能力.
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关键词
无线传感器网络
能耗均衡
网络生命期
无标度拓扑
适应度函数
物联网
信息物理融合系统
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Keywords
wireless sensor networks
balanced energy consumption
network lifetime
scale-free topology
fitness function
Internet of Things
Cyber-Physical System
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名分簇无线传感器网络级联失效抗毁性研究
被引量：13
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作者
符修文
李文锋
段莹
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机构
河南科技大学车辆与交通工程学院
武汉理工大学物流工程学院
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出处
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2016年第12期2882-2892,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(61571336)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(135118003)~~
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文摘
无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)级联失效对象多以对等平面结构为对象,但在现实情形中,多数无线传感器网络采用典型分簇结构进行数据采集与传递.因此,考虑分簇传感器网络中节点所拥有连接的异质性,引入感知负载与中继负载等概念,建立分簇级联失效模型,探讨分簇无标度网络和分簇随机网络的级联失效抗毁性能与模型关键参数之间的关联特征,并研究如何选取合适的簇头节点扩充容量达到抑制网络级联失效规模的目的.数值模拟与理论分析结果表明:分配系数A与网络级联失效性能正相关,簇头比例p与网络抗毁性能负相关.当调节参数α=1时,网络级联失效抗毁性能达到最优;当调节参数α<1时,选取簇-簇连接度较小的簇头节点扩充容量能够更为有效地提升网络级联失效抗毁性能;当调节参数α>1时,选取簇-簇连接度较大的簇头节点扩充容量抗毁性能提升效果更为明显;当调节参数α=1时,网络级联失效规模与簇头选取策略无关.
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关键词
无线传感器网络
级联失效
分簇结构
抗毁性
无标度拓扑
随机拓扑
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Keywords
wireless sensor network(WSN)
cascading failures
clustering structure
invulnerability
scale-free topology
random topology
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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