無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能安全路由算法研究

【摘要】： 由于傳感器網(wǎng)絡(luò)具有嚴(yán)格的資源限制、低速數(shù)據(jù)傳輸率及多對一的通信模式等獨(dú)特的特征,故傳統(tǒng)的適用于無線移動自主網(wǎng)Ad-hoc的路由協(xié)議通常不能直接應(yīng)用于該類網(wǎng)絡(luò)。尤其是針對節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大的傳感網(wǎng),要處理的傳感數(shù)據(jù)量大,在設(shè)計(jì)路由算法時必須保證其能效較高、能耗及負(fù)載均衡,以最大限度地延長整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。此外,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該有能力處理帶QoS約束的區(qū)分服務(wù),保證在滿足QoS要求的同時,達(dá)到節(jié)能和能耗均衡的目的。由于針對傳感器網(wǎng)絡(luò)的攻擊的存在,在進(jìn)行路由設(shè)計(jì)時很有必要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。這使得針對傳感網(wǎng)的路由算法的設(shè)計(jì)成為一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。本文嘗試采用DD策略、數(shù)據(jù)聚合、多路徑等思想,提出問題解決的新思路和新方法。 本文主要工作如下: (1)深入研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)擴(kuò)散機(jī)制及其相關(guān)路由算法理論基礎(chǔ)。 (2)針對為滿足不同業(yè)務(wù)資源需求的區(qū)分服務(wù),基于定向擴(kuò)散的思想,綜合考慮路由的能量均衡和路由時延,提出了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由算法。在保證服務(wù)要求的同時,有效延長了整個網(wǎng)絡(luò)的生存期。 (3)通過對傳感器網(wǎng)絡(luò)的冗余數(shù)據(jù)聚合處理的研究,在此基礎(chǔ)上提出了基于數(shù)據(jù)聚合的多路徑路由算法,并通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn),證明了新方法較傳統(tǒng)路由算法在節(jié)能和健壯性方面的路由優(yōu)越性。 (4)綜合目前已經(jīng)提出的針對攻擊的防御策略,結(jié)合多路徑思想提出了一種安全路由算法。在數(shù)據(jù)加密的同時,利用多路徑路由提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。仿真?shí)驗(yàn)證明了該方法的有效性和優(yōu)越性。 【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)擴(kuò)散 QoS路由 數(shù)據(jù)聚合 多路徑路由 安全路由
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述13-14
• 1.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 主要節(jié)能路由算法15-16
• 1.3.2 主要安全路由算法16-17
• 1.4 論文的主要工作17-18
• 1.5 論文的框架18-19
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擴(kuò)散機(jī)制簡介19-34
• 2.1 FLOODING 算法19-21
• 2.1.1 算法基本思想19-20
• 2.1.2 算法的不足20-21
• 2.2 SPIN 算法21-25
• 2.2.1 算法基本思想21
• 2.2.2 元數(shù)據(jù)21-22
• 2.2.3 Spin 的消息類型22
• 2.2.4 Spin 的能量管理22
• 2.2.5 Spin 實(shí)例22-25
• 2.3 DD 算法25-33
• 2.3.1 數(shù)據(jù)命名26-27
• 2.3.2 興趣和梯度27-29
• 2.3.3 數(shù)據(jù)的傳輸29-31
• 2.3.4 通路的加強(qiáng)31-33
• 2.3.5 DD 算法特點(diǎn)33
• 2.4 小結(jié)33-34
• 第3章 傳感網(wǎng)中基于定向擴(kuò)散的QOS 節(jié)能路由算法34-42
• 3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的QOS 路由34-36
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型和QoS 路由34-35
• 3.1.2 QoS 路由策略35-36
• 3.2 基于定向擴(kuò)散的QOS 路由算法36-39
• 3.2.1 定向擴(kuò)散及其擴(kuò)展機(jī)制36-37
• 3.2.2 算法描述37-39
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)及分析39-41
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與評價方法39
• 3.3.2 與傳統(tǒng)定向擴(kuò)散的性能比較39-40
• 3.3.3 不同業(yè)務(wù)混合比例性能分析40-41
• 3.4 小結(jié)41-42
• 第4章 傳感網(wǎng)中基于數(shù)據(jù)聚合的節(jié)能路由算法42-54
• 4.1 引言42-43
• 4.2 基本路由模型43-48
• 4.2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)簡單路由模型43-44
• 4.2.2 基于數(shù)據(jù)聚合的數(shù)據(jù)中心路由機(jī)制44-46
• 4.2.3 基于角度的多路徑路由策略46-48
• 4.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于數(shù)據(jù)聚合的多徑路由算法48-50
• 4.3.1 AMR 算法的數(shù)據(jù)聚合方法48-49
• 4.3.2 AMR 算法的動態(tài)路徑構(gòu)建及路由維護(hù)49
• 4.3.3 AMR 算法的具體步驟49-50
• 4.4 能耗分析50-51
• 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)及分析51-53
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與評價方法51-52
• 4.5.2 與傳統(tǒng)AAC 算法及DC 算法的性能比較52-53
• 4.6 小結(jié)53-54
• 第5章 傳感網(wǎng)中基于多路徑的安全路由算法研究54-65
• 5.1 引言54-55
• 5.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)中攻擊類型及攻擊失效模型55-57
• 5.3 基于多路徑的安全路由算法57-61
• 5.3.1 密鑰的預(yù)置57
• 5.3.2 散布節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定57-58
• 5.3.3 興趣擴(kuò)散方法58-59
• 5.3.4 多路徑構(gòu)造策略59-60
• 5.3.5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)60-61
• 5.4 性能分析61-63
• 5.4.1 理論分析61
• 5.4.2 模擬實(shí)驗(yàn)及分析61-63
• 5.5 小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目72

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