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《湖南大学》 2009年
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面向可信和低耗的Ad Hoc网络分簇算法研究

韩涛  
【摘要】: 近年来,随着无线通信、嵌入式计算与网络技术的飞速发展,军事探测、灾难救援等大量应用对在无任何基础设施支持场景下连接多个节点构成临时性网络提出了急迫需求。在这种情形下,Ad Hoc网络应运而生,并迅速成为了当前研究的热点问题。 与传统网络迥然相异,Ad Hoc网络具有无中心、自组织、多跳通信等特性。这些特性对网络规模扩展、路由维护、网络管理等问题提出了严峻挑战。为了应对这些挑战,一些文献提出了基于层次化分簇的网络体系结构,而分簇算法是构建这一体系结构的核心关键技术。目前,现有的分簇算法主要集中解决通用节能技术、优化负载均衡、应对外部安全威胁等方面的问题,在应对网络内部恶意攻击、提供面向特定应用的低耗等方面存在严重的不足。信任为解决网络内部攻击问题提供了有效的手段;而低耗成簇则需要建立在对特定网络应用需求进行深入挖掘的基础上。因此,在面向可信与特定网络低耗方面的分簇算法研究具有重要意义。本文的主要工作包括: 第一、针对Ad Hoc网络面临的信任威胁,提出了一种基于扩散激活模型的信任评估分簇算法——SACA。SACA将扩散激活模型引入到Ad Hoc网络面向信任评估的分簇算法中。该算法在簇首选举、簇成员加入与簇维护的全过程中考虑了节点之间的信任关系。模拟实验结果表明:SACA算法通过基于扩散激活模型的分簇建立了一种有效的信任评估机制,对内部节点的恶意攻击提供了有效的防御手段。 第二、针对Ad Hoc传感器网络对低耗分簇算法的迫切需求,提出了一种基于冗余信息抑制的低耗分簇算法——ISCA。ISCA充分利用感知数据自身的信息冗余与数据局部性等特征,对簇首选举、簇形成等过程进行了专门设计。在簇形成阶段,ISCA引入了节点采集可信度的概念,并结合节点的剩余能量等参数选举簇首,动态构成簇;在数据传输阶段,分别从时间与空间两个维度上对冗余信息进行抑制,减少不必要的报文传输,进而降低了网络的能量消耗。实验与分析结果表明:与现有算法相比,ISCA能有效降低网络能耗,大幅提高网络生存时间。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN929.5

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