无线传感器网络拓扑连通性与稀疏性研究.pdf

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1、第24卷第7期传感技术学报VoI．24No．7CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJuly20112011年7月ResearchonConnectivityandSparsenessofWirelessSensorNetworkTopologyRENYueqing，XULixin(SchoolofMechatronicalEngineering，BeifingInstituteofTechnology"，Beijing100081，China)Abstract：Connectivityandsparsenessareimportanttop

2、ologicalpropertyofwirelesssensornetwork．Agoodnetworktopologycanguaranteebothconnectivityandlowereddensityofconnected—edgessimultaneously．Aimingatthisproblem，firstly，thepropertyofphasetransitionforconnectivityprobabilityofwirelesssensornetworksisanalyzed．Theresultsshowthatthereexistsacritic

3、alcommunicationradiusonwhichprobabilityofconnectivitysharplychangesfrom0to1．Theshortestcommunicationradiuswhichensuringnetworkconnectivitycanbefoundbasedonthisproperty．Secondly，onthepreconditionthatnetworkisconnectedusingtheshortestcommunicationradius，asparsenetworktopologyoptimizedalgorit

4、hmwhichusingthedegreeandbetweennessasacomprehensivecriteriatomeasuretherelativeimportanceofindividualnodeinthenetworkisproposed．Thismethodrestrictsthenumbersofconnected—edgesforeachnodebydeletingsomeredundantlinks．Thesimulationresultsdemonstratethatthemethodcanensuretheconnectivity，lowerth

5、edensityoflinkeficientlyandsimplifythestructureofthenetwork．Ithasminoreffectonaverageshortestpathlength．Keywords：wirelesssensornetwork；topologystructure；connectivity；sparseness；betweennessEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．07．021无线传感器网络拓扑连通性与稀疏性研究任月清，徐立新(北京理工大学机电学院，北京100081)摘要：连通

6、性与稀疏性是无线传感器网络的重要拓扑属性，针对良好的网络拓扑既要保证连通又要适当降低连边密度的问题，首先分析了网络连通概率的相变特性，发现存在临界传输半径，在此临界值周围网络连通概率会发生0一l相变。其次，在网络以较小的传输半径保持连通的情况下，以度和介数作为衡量节点重要性的指标，提出了稀疏网络拓扑优化算法，通过适当删除冗余连接对节点的连边数进行约束。实验结果表明，该方法既能够保证网络连通又能有效降低连边密度，简化网络拓扑，但对网络的平均最短距离影响却不大。关键词：无线传感器网络；拓扑结构；连通性；稀疏性；介数中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699

7、(2011)07-1038—05无线传感器网络以其独特的优势非常适用于恶功率，实现网络连通，没有分析节点密度及网络稀疏劣战场环境下的信息监测，如目标追踪、战争损伤评性问题。文献[3]提出当节点通讯半径是其感知半估、生化攻击探测等。战场环境中传感器节点分布随径的两倍时，可以通过OGDC节点密度控制算法实现机、部署密集，形成的网络拓扑具有稠密性和复杂性。以最小节点数保证网络连通，但该算法会增加网络连因此，为了减少节点间通讯干扰，降低网络能耗，需要边密度，造成节点问干扰和路由的复杂。文献[4]发对网络拓扑进行优化，保证网