具有抗毁性的无标度传感器网络建立方法

摘要

本发明公开了一种具有抗毁性的无标度传感器网络建立方法，主要解决现有技术抗毁性差、可调性和普适性低的问题。该方法首先通过节点间的博弈进行簇头选择，实现簇头均匀分布；然后按照无标度网络演化方式进行簇头间拓扑演化，得到无标度传感器网络抗毁数学模型；最后根据传感器网络实际应用特点，充分考虑随机加点、随机去点，随机去边和重连的情况构建传感器网络。利用本发明建立的传感器网络不仅具有无标度特性，而且具有很好的可调性和普适性，且网络面对随机和蓄意攻击都具有很好的抗毁性，可满足自然灾害、军事应用等恶劣环境对传感器网络鲁棒性的要求。

主权项

1.一种具有抗毁性的无标度传感器网络建立方法，包括如下步骤：（1）在S×S的平面范围内，随机抛撒N个传感器节点，构建随机传感器网络，其中0＜S≤1000m，0＜N≤1000；（2）在构建的传感器网络中，通过传感器节点间的博弈进行簇头选择，实现传感器网络簇头之间的均匀分布，进而建立基于簇头节点的骨干数据传输网络；（3）在骨干数据传输网络上，按照无标度网络的演化方式进行簇头间的拓扑演化，得到无标度传感器网络抗毁数学模型：$\frac{\partial k(i,t)}{\partial t}={\alpha }_1{t}^{\theta }\frac{k(i,t)}{S\left(t\right)}-{\alpha }_2\frac{k(i,t)}{N\left(t\right)}+{\mathrm{n\alpha }}_2\frac{k(i,t)}{N\left(t\right)}+{\mathrm{n\alpha }}_2<k\left(t\right)>\frac{k(i,t)}{S\left(t\right)}$其中k(i,t)为簇头节点i在t时刻的度，α₁，0≤α₁≤1为节点加入的概率，θ(0≤θ≤1)为调节参数，S(t)为t时刻网络中出现的节点度之和，α₂，0≤α₂≤1为链路删除的概率，N(t)为t时刻网络中簇头的节点数量，n（n＞0）为链路失效后网络产生的新链接数量，＜k(t)＞为簇头节点的平均度，表示以概率α₁新加入的簇头节点所带入的t^θ个链接对k(i,t)的变化，表示以概率α₂随机删除链路对k(i,t)的影响，表示由于链路失效后补充的新链接数量，表示对节点失效而引起的链路失效进行补偿所产生的新链接数量；(4)根据无标度传感器网络抗毁数学模型，按照传感器网络实际应用中随机加点、随机去点，随机去边和重连的情况进行拓扑演化，构建出抗毁性传感器网络。