基于能量因素的无线传感器网络关键节点判定算法-论文.pdf

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1、第36卷第7期电子与信息学报Vl01．36No．72014年7月JournalofElectronics&InformationTechnologyJu1．2014基于能量因素的无线传感器网络关键节点判定算法刘彬王文吉李雅倩尹荣荣韩涛(燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004)摘要：无线传感器网络中关键节点的判定对网络抗毁性研究具有重要作用。考虑到节点能量受限，该文综合节点剩余生命期和节点“移除”导致的网络能耗值增加，提出一种将能量因素作为衡量节点重要程度的关键节点判定算法(CNDBE)，解决了能

2、量受限的无线传感器网络关键节点判定问题。实验结果表明，在对基于CNDBE，最短路径树算法(SPT)和能量感知的关键节点生成树算法(ENCAST)判定得到的关键节点进行保护时，CNDBE具有更强的网络抗毁性和更长的网络生命期。关键词：无线传感器网络；关键节点判定；剩余生命期；抗毁性中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)07—1728．07DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．01066CrucialNodeDecisionAlgorithmBased

3、onEnergyinWSNsLiuBinWangWen-jiLiYa-qianYinRong-rongHanTao(SchoolofInformationScienceandEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China)Abstract：Crucialnodedecisionplaysanimportantroleduringthenetworksurvivabilitystudy．Takingintoaccountthenodeenerg

4、yislimited，thisstudyconsiderboththeremaininglifeofthenetworkandtheaddedvalueofnetworkenergyconsumptionduetothenodefailure．ACriticalNodeDecisionalgorithmBasedonEnergy(CNDBE)isproposed，theproblemwhichcrucialnodedecisionalgorithmbasedonenergyissolved．Simul

5、ationresultsshowthat，whenthenodewhichisdecidedbycrucialnodedecisionalgorithmbasedonenergyisprotected，thenetworkwithCNDBEhasabettersurvivabilityperformanceandhasalongerlifetimewhencomparedwithShortestPathTree(SPT)andEnergy-CriticalNodeAwareSpanningTreefo

6、rsensornetworks(ENCAST)．Keywords：WirelessSensorNetworks(WSNs)；CrucialNodeDecision(CND)；Remaininglife；Survivability1引言接近度中心性3个指标来确定节点的重要程度；文献『61从等价拓扑结构、节点度、介数、接近度、邻无线传感器网络fWSNs)通常由大量能量有限居列表的影响5方面来评估节点的重要性。它们均的节点组成【1】，节点通过多跳方式向位于网络中心的取得比单一评价指标更为准确的结果但同时也加

7、大汇聚节点(sink)~l-聚信息，处于关键位置的节点(如了运算的复杂度。对于能量和运算速度都有限的靠近sink的节点，本文称为关键节点)，由于需要转WSNs，上述方法存在局限性。基于系统科学分析发更多的数据导致节点的能耗更快，这些节点失效方法，文献[715U用节点与网络中其他节点的平均等会导致周围区域产生能量洞(energyhole)[2,3]，能量效最短路径数来区分节点的重要性，提出基于最短洞的出现会使网络连通和覆盖都受很大的影响，网路径数的网络抗毁性评价方法；文献【8]在最短路径络的抗毁性降低，

8、最终导致网络不能满足服务需求数基础上引入高斯函数，提出了基于拓扑潜能的节而过早瘫痪。因此研究基于能量因素的关键节点判点重要性评估方法。它们在一定程度上减少了计算定算法，对避免能量洞的过早出现以及网络抗毁性的复杂度，但是没有考虑相邻列表的影响从而使得的提升，具有实际意义。评估结果不够精确。针对该问题，文献f91综合考虑节点重要性评估主要从社会网络和系统科学两了节点效率，节点度值和相邻节点的重要度贡献，方面展开研究[4】o基于社会网络分析法，文献[51通提出