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一种无线传感器网络簇间拓扑演化模型及其免疫研究

王亚奇 杨晓元

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一种无线传感器网络簇间拓扑演化模型及其免疫研究

王亚奇, 杨晓元

Study on a model of topology evolution of wireless sensor networks among cluster heads and its immunization

Wang Ya-Qi, Yang Xiao-Yuan
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  • 基于复杂网络理论, 研究由于节点失效所导致的无线传感器网络性能下降的问题, 提出一种新的簇间拓扑演化模型, 在此基础上讨论病毒的免疫策略, 并给出一种新的免疫机理. 理论分析表明, 该模型演化生成的网络不仅具有较强的容错性, 而且还可以有效避免节点因能量很快耗尽而过早死亡. 研究还发现, 对于网络全局信息未知的情况, 与随机免疫和熟人免疫策略相比, 本文所提免疫策略能够获得较好的免疫效果. 通过数值仿真对理论分析进行验证.
    A new evolving network model based on complex network theory among the cluster heads is proposed to study the influence of node failure on the performance of wireless sensor network. According to the proposed model, we discuss the virus immunization strategies, and present a new immune mechanism. Theoretical analysis shows that such an evolving network not only has strong fault tolerance, but also can effectively avoid node premature death caused by the rapid energy depletion. It is also found that if the global network information is unknown, the proposed immunization strategies in this paper can obtain better immune effect than the random immunization and acquaintance immunization strategies. The theoretical analysis is verified by numerical simulations.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61103231)和江苏省高等学校研究生科研创新计划 (批准号: CX10B193Z, CXZZ110401)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61103231), and the Innovation Program of Graduate Scientific Research in Institution of Higher Education of Jiangsu Province, China (Grant Nos. CX10B 193Z, CXZZ11 0401).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-31
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

一种无线传感器网络簇间拓扑演化模型及其免疫研究

  • 1. 武警工程学院电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室, 西安 710086
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61103231)和江苏省高等学校研究生科研创新计划 (批准号: CX10B193Z, CXZZ110401)资助的课题.

摘要: 基于复杂网络理论, 研究由于节点失效所导致的无线传感器网络性能下降的问题, 提出一种新的簇间拓扑演化模型, 在此基础上讨论病毒的免疫策略, 并给出一种新的免疫机理. 理论分析表明, 该模型演化生成的网络不仅具有较强的容错性, 而且还可以有效避免节点因能量很快耗尽而过早死亡. 研究还发现, 对于网络全局信息未知的情况, 与随机免疫和熟人免疫策略相比, 本文所提免疫策略能够获得较好的免疫效果. 通过数值仿真对理论分析进行验证.

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