[发明专利]一种采用整网连通度表示机会传感网络连通性的方法

摘要

本发明公开了一种采用整网连通度表示机会传感网络连通性的方法。该方法适用于环境监测和偏远山区通信等一类实际应用场景中，由于地形的限制使得传感网络被分割成多个区域，区域内网络连通性良好，但区域之间互不连通，需要借助特定的移动节点对区域产生的感知数据进行收集以及传递，从而形成了区域互不连通的机会传感网络。本发明首先根据机会传感网络感知数据的传输特性，定义了反映网络连通性的关键参数——整网连通度；接着根据网络的拓扑变换特征，定期对整网的获取快照；然后将得到的快照集转换成有序的邻接矩阵集；最后通过邻接矩阵集计算出整网连通度来表示机会传感网络的连通状况。本发明充分考虑了机会传感网络感知数据的传输特性，采用整网连通度准确地反映机会传感网络的连通状况。

主权项

1.一种采用整网连通度表示机会传感网络连通性的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)需要明确在机会传感网络中的主要组成元素类型及其基本信息；S2)定义表示机会传感网络连通性的关键参数——整网连通度；S3)每间隔一段时间对网络获取一次快照得网络快照集，并将其转化成相应的邻接矩阵集；S4)通过邻接矩阵集计算整网连通度，用来表示机会传感网络的连通状况；所述步骤S3中每间隔一段时间对网络获取一次快照得网络快照集，并将其转化成相应的邻接矩阵集，具体为：(1)通过公式计算移动节点的平均相遇时间，其中，移动节点F_i与其他节点发生了N次相遇，F_i(t_n)表示第n次(n≤N)相遇的开始时间；(2)将所有移动节点中最小的平均相遇时间Δt，作为网络获取快照的间隔时间，则从t₀时刻起，每间隔Δt时间对网络获取一次快照，可得网络快照集{G(t₀)，G(t₀+Δt),G(t₀+2Δt),...,G(t₀+mΔt)}(m∈Z⁺)，其中G(t₀)表示网络在t₀时刻的快照；可采用邻接矩阵表示每个时刻的快照，如对于仅存在3个节点i,j,k的网络快照中，邻接矩阵表示仅有节点i,k之间存在连接，i,j、j,k处于断开状态；由快照集{G(t₀)，G(t₀+Δt),G(t₀+2Δt),...,G(t₀+mΔt)}(m∈Z⁺)可得集合{A(t₀)，A(t₀+Δt),A(t₀+2Δt),...,A(t₀+mΔt)}(m∈Z⁺)，A(t₀)_Ri,S表示在t₀时刻网络中各感知区域R_i与Sink节点的连接关系；所述通过邻接矩阵集计算整网连通度，用来表示机会传感网络的连通状况，具体为：(1)在时间段[t₀,t_τ]内，有邻接矩阵集合{A(t₀)，A(t₀+Δt),A(t₀+2Δt),...,A(t₀+mΔt)}(m∈Z⁺,t_τ<t₀+mΔt+Δt)，令矩阵B(m)＝A(t₀)×A(t₀+Δt)×A(t₀+2Δt)×...×A(t₀+mΔt)(m∈Z⁺)，若矩阵B(m)_Ri,S＝0，表示感知区域R_i的感知数据无法投递至Sink节点，根据邻接矩阵的定义可得感知区域R_i与Sink节点的连通效率E_RiS(t₀,t_τ)；(2)通过公式计算出时间段[t₀,t_τ]内的整网连通度，其中,N_R表示感知区域个数；(3)整网连通度充分考虑了机会传感网络的拓扑变换特征及感知数据的传输特性，因此能准确地反映机会传感网络的连通性。