無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息分發(fā)的可靠性研究.pdf

1、高效地分發(fā)節(jié)點(diǎn)的感知信息是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)的核心功能之一。本文系統(tǒng)地研究了信息可靠分發(fā)的一些關(guān)鍵問(wèn)題，這些問(wèn)題相互滲透、緊密關(guān)聯(lián)，直接影響到分發(fā)的有效性和能耗高效性，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 （1）一般說(shuō)來(lái)，尋找一條滿足多個(gè)附加約束條件路徑的問(wèn)題，是NP難問(wèn)題，這導(dǎo)致了許多啟發(fā)式算法的提出，本文提出了一種多條件約束的最優(yōu)路徑選擇算法，該算法在圖上隨機(jī)地移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)那些到達(dá)最

2、終目的節(jié)點(diǎn)機(jī)會(huì)較大的節(jié)點(diǎn)，裁減從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)不可行的路徑，由于是利用局部狀態(tài)信息分布地計(jì)算，可擴(kuò)展到其它QoS 約束的路由問(wèn)題。
　　 （2）移動(dòng)代理被認(rèn)為是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)融合的有效方法，但代理訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的次序以對(duì)算法有較大影響，本文提出一種基于Bayes估計(jì)的移動(dòng)代理動(dòng)態(tài)路由算法。該算法通過(guò)構(gòu)造特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的報(bào)文，在多跳環(huán)境中由Bayes估計(jì)調(diào)整梯度向量，據(jù)此動(dòng)態(tài)決定代理的訪問(wèn)路徑，使移動(dòng)代理有選擇地在傳感器節(jié)點(diǎn)之間移

3、動(dòng)，同時(shí)在節(jié)點(diǎn)處由移動(dòng)代理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，剔除多余的數(shù)據(jù)，減少信息傳輸量而不是把原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊ink節(jié)點(diǎn)。
　　 （3）由于環(huán)境影響、鏈路干擾、節(jié)點(diǎn)失效等不確定因素，為增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)分發(fā)的魯棒性，本文提出一種具有偏好隨機(jī)游動(dòng)能量均衡的數(shù)據(jù)傳輸算法。該算法利用位于源節(jié)點(diǎn)到Sink之間最短路徑上或靠近最短路徑的節(jié)點(diǎn)作為代理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，它能夠平衡能量消耗和傳輸延遲二者之間的特定要求，由于該算法具有隨機(jī)評(píng)估的特點(diǎn)，因此能夠較好地

4、適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓沫h(huán)境。
　　 （4）通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼與協(xié)作通信相結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制進(jìn)行研究，提出一種協(xié)作傳輸策略，分析了端到端的中斷概率，評(píng)估了中繼選擇過(guò)程的有效性，開發(fā)了一種基于協(xié)作傳輸策率的數(shù)據(jù)傳輸方法，它能夠更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)省能量開銷。
　　 （5）提出一種基于伸展樹的事件區(qū)域檢測(cè)容錯(cuò)算法，該算法在構(gòu)成的分布式融合樹上實(shí)施，由多元回歸方程對(duì)事件發(fā)生的可能性進(jìn)行評(píng)估，利用被檢測(cè)事件的時(shí)空相關(guān)性，使得在缺少傳

5、感節(jié)點(diǎn)的區(qū)域，Sink節(jié)點(diǎn)也可以獲得事件發(fā)生的狀態(tài)信息，且具有較高的精度。
　　 （6）大規(guī)模部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)，受攻擊或感染的影響導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)失效，失效的節(jié)點(diǎn)由于感染的傳播可能引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，對(duì)感染傳播控制的有效方法之一采用免疫策略，本文通過(guò)對(duì)感染傳播機(jī)理、免疫目標(biāo)等方面的分析，提出了一種基于局部關(guān)聯(lián)特征的免疫策略，該策略利用網(wǎng)絡(luò)局部拓?fù)湫畔⒋_定免疫對(duì)象，并對(duì)這些對(duì)象實(shí)施免疫，提高網(wǎng)絡(luò)的抗蓄意攻擊能力。
　　 綜上所述

6、，本文針對(duì)可靠信息傳輸?shù)穆窂竭x擇問(wèn)題，感知數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題、數(shù)據(jù)分發(fā)的魯棒性問(wèn)題和抗蓄意攻擊能力等關(guān)鍵問(wèn)題提出了有效的解決方案，對(duì)于推進(jìn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠信息分發(fā)的研究和實(shí)用化具有一定的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本項(xiàng)研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中緊急事件信息分發(fā)的可靠性研究”(編號(hào)：61070169)、江蘇省現(xiàn)代企業(yè)信息化應(yīng)用支撐軟件工程技術(shù)研發(fā)中心開放基金”無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)視頻協(xié)同傳輸技術(shù)研究”(編號(hào)：