基于網絡編碼的無線傳感器網絡DD協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網絡的資源很有限，卻集成了監(jiān)測、控制以及無線通信等多種功能。因此，無線傳感器網絡資源的節(jié)省顯得尤為重要。網絡編碼理論的提出，為提高網絡性能、節(jié)省網絡資源提供了新思路，路由協(xié)議中，中繼結點先對報文進行編碼處理，再將編碼的報文發(fā)送給后續(xù)結點，目的結點能夠解碼并恢復原始的報文。這種路由建立過程是基于網絡編碼的。 本文首先介紹無線傳感器網絡、定向擴散路由協(xié)議以及網絡編碼。定向擴散路由協(xié)議(DirectedDiffusion，簡

2、稱DD)是一個以數據為中心的傳感器網絡路由協(xié)議。根據該協(xié)議的原理和運行機制，找出該協(xié)議浪費網絡資源的缺點。 然后采用網絡編碼技術，提出了一種新的基于網絡編碼的定向擴散路由協(xié)議(DirectedDiffusionbasedonNetworkCoding，簡稱NC—DD)，通過對該協(xié)議的安全性能進行分析，找出NC—DD存在的威脅，提出了增強安全性的基于網絡編碼的定向擴散路由協(xié)議(secureNC—DD，簡稱SNC—DD)，該協(xié)議采用

3、的是同態(tài)的簽名方案。 最后，采用著名的網絡仿真平臺NS2對新協(xié)議NC—DD、SNC—DD的網絡性能進行仿真。在NS2已有的定向擴散協(xié)議實現(xiàn)的基礎上，修改定向擴散路由協(xié)議的源文件，重新編譯NS2，生成新的仿真平臺。數據跟蹤文件用來保存仿真過程中產生的數據，編寫AWK程序對報文平均的端到端延遲、網絡中所有結點的平均剩余能量、網絡平均吞吐量進行計算，并用一個命令導向的交互式繪圖程式GNUPLOT畫出對應的曲線圖，從而得到NC—DD的性

4、能分析。用同樣的方法和步驟對SNC—DD協(xié)議進行網絡性能仿真。 本文的主要特色與創(chuàng)新之處體現(xiàn)在如下三個方面：(1)利用隨機的線性網絡編碼，提出一種新的基于網絡編碼的定向擴散路由協(xié)議NC—DD。(2)利用同態(tài)的簽名方案，提出了安全的基于網絡編碼的定向擴散路由協(xié)議SNC—DD，該協(xié)議增強了NC—DD對污染攻擊的抵抗力。(3)對NS—2仿真平臺進行2次擴展，使用擴展后的仿真平臺分別對NC—DD、SNC—DD路由協(xié)議的網絡性能進行了不同