[發明專利]一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法

在審

• 申請號: 202210051627.4
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114363851A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 孫茜;羊峰波;王小藝;許繼平;張慧妍;王立;于家斌;趙峙堯;彭霄;馬欣玥
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W24/04;H04W24/02;H04W16/22
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

本發明提出了一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法。無線傳感器網絡的傳感器節點數量雖然龐大，但容易失效，極易出現因網絡中部分節點的失效而導致原本連通的網絡拓撲分割，大大降低網絡的覆蓋度，甚至使網絡失效。因此，研究網絡的抗毀性及如何度量網絡的抗毀性對解決無線傳感器網絡的實際應用具有重要的理論價值。本發明提出了一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法，可有效分析網絡的抗毀性能，為網絡抗毀性的提高提供有效的理論支持。

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡領域，尤其涉及一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法的研究。

背景技術

無線傳感器節點一般都部署在復雜的環境中，其常因能量耗盡、硬件故障或者遭遇攻擊等原因導致節點失效，使得原本連通的網絡拓撲分割，甚至導致全局網絡受損。因此，如何增強無線傳感器網絡的抗毀性已成為無線傳感器網絡的熱門話題。

目前，許多學者提出了網絡抗毀性增強的相關方法，通過有效的路由算法或者網絡的拓撲重構來增強網絡的抗毀性。但還需要相應的網絡抗毀性度量方法去評估網絡實際的抗毀性能。

本發明提出一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法，通過研究網絡節點度的波動性、緊密度中心性的波動性以及網絡度的平均值，構建網絡抗毀性度量模型，該模型可分析不同網絡結構的抗毀性能，為網絡抗毀性能的提高提供理論基礎。

發明內容

本發明的目的在于提出一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法為無線傳感器網絡的抗毀性提升提供理論基礎，可廣泛應用于物聯網等相關領域。

為達到上述目的，本發明提出一種無線傳感器網絡抗毀性度量方法，具體包括如下步驟。

在本發明的一個實施例中，首先定義網絡節點的度，如下式所示：

其中，K為該點的度中心性，d(x)為該點與其他節點的連接數，N為網絡中的節點個數；

無線傳感器網絡度中心性度分布函數定義為下式：

其中，N為網絡中的節點個數，n(K)為度為K的節點的個數；

無線傳感器網絡節點的緊密度定義為：

其中，d_is是從節點i到匯聚節點Sink的最短路徑距離；

無線傳感器網絡的緊密度分布函數定義為：

其中，N為網絡中的節點個數，n(C)為緊密度為C的節點的個數；

無線傳感器網絡度中心性的波動程度定義為：

其中，i為節點編號，N為網絡中總節點個數，K_i為節點i的度，為網絡度的平均值，定義為：

無線傳感器網絡緊密度中心性的波動程度定義為：

其中，N表示網絡中總節點個數，C_i為無線傳感器網絡節點i的緊密度，為無線傳感器網絡的平均緊密度，定義為：

B(C)為無線傳感器網絡緊密度中心性的波動程度，來衡量節點的WSN緊密度的波動大小。若波動程度B(C)大，WSN緊密度的波動大，則表明網絡的WSN緊密度中心性分布不均勻，當此類網絡的中心性高的節點受到攻擊或者能量耗盡時，將會對網絡造成極大傷害，甚至使全局網絡失效；反之，則說明網絡的中心性分布均勻，此類網絡的節點中心性普遍都高，當節點受到攻擊或者能量耗盡時，也不會對網絡造成極大傷害，使網絡的抗毀性得到增強；