[发明专利]一种无线传感器网络抗毁性度量方法

说明书

本发明提出了一种无线传感器网络抗毁性度量方法。无线传感器网络的传感器节点数量虽然庞大，但容易失效，极易出现因网络中部分节点的失效而导致原本连通的网络拓扑分割，大大降低网络的覆盖度，甚至使网络失效。因此，研究网络的抗毁性及如何度量网络的抗毁性对解决无线传感器网络的实际应用具有重要的理论价值。本发明提出了一种无线传感器网络抗毁性度量方法，可有效分析网络的抗毁性能，为网络抗毁性的提高提供有效的理论支持。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种无线传感器网络抗毁性度量方法的研究。

背景技术

无线传感器节点一般都部署在复杂的环境中，其常因能量耗尽、硬件故障或者遭遇攻击等原因导致节点失效，使得原本连通的网络拓扑分割，甚至导致全局网络受损。因此，如何增强无线传感器网络的抗毁性已成为无线传感器网络的热门话题。

目前，许多学者提出了网络抗毁性增强的相关方法，通过有效的路由算法或者网络的拓扑重构来增强网络的抗毁性。但还需要相应的网络抗毁性度量方法去评估网络实际的抗毁性能。

本发明提出一种无线传感器网络抗毁性度量方法，通过研究网络节点度的波动性、紧密度中心性的波动性以及网络度的平均值，构建网络抗毁性度量模型，该模型可分析不同网络结构的抗毁性能，为网络抗毁性能的提高提供理论基础。

发明内容

本发明的目的在于提出一种无线传感器网络抗毁性度量方法为无线传感器网络的抗毁性提升提供理论基础，可广泛应用于物联网等相关领域。

为达到上述目的，本发明提出一种无线传感器网络抗毁性度量方法，具体包括如下步骤。

在本发明的一个实施例中，首先定义网络节点的度，如下式所示：

其中，K为该点的度中心性，d(x)为该点与其他节点的连接数，N为网络中的节点个数；

无线传感器网络度中心性度分布函数定义为下式：

其中，N为网络中的节点个数，n(K)为度为K的节点的个数；

无线传感器网络节点的紧密度定义为：

其中，d_is是从节点i到汇聚节点Sink的最短路径距离；

无线传感器网络的紧密度分布函数定义为：

其中，N为网络中的节点个数，n(C)为紧密度为C的节点的个数；

无线传感器网络度中心性的波动程度定义为：

其中，i为节点编号，N为网络中总节点个数，K_i为节点i的度，为网络度的平均值，定义为：

无线传感器网络紧密度中心性的波动程度定义为：

其中，N表示网络中总节点个数，C_i为无线传感器网络节点i的紧密度，为无线传感器网络的平均紧密度，定义为：

B(C)为无线传感器网络紧密度中心性的波动程度，来衡量节点的WSN紧密度的波动大小。若波动程度B(C)大，WSN紧密度的波动大，则表明网络的WSN紧密度中心性分布不均匀，当此类网络的中心性高的节点受到攻击或者能量耗尽时，将会对网络造成极大伤害，甚至使全局网络失效；反之，则说明网络的中心性分布均匀，此类网络的节点中心性普遍都高，当节点受到攻击或者能量耗尽时，也不会对网络造成极大伤害，使网络的抗毁性得到增强；