基于复杂网络理论的WSN抗毁性研究
无线传感器网络具有低功耗、自组织、低成本、可大面积部署等良好性质,使其在军事定位、农业监控、工业监控、生物医学及智能交通等领域得到了广泛的应用.无线传感器网络节点能量耗尽或硬件自身发生故障、遭遇外界入侵时,会造成网络整体的连通性和覆盖度下降,甚至导致连通的网络产生拓扑分割,所以提高无线传感器网络的抗毁性对保证网络持续正常提供服务具有十分重要的意义.本文在研究复杂网络理论的基础上,针对WSN无标度演化模型对蓄意攻击具有较差抗毁性的问题,分别提出了面向平面型WSN的PRBA和面向层次型WSN的HRBA演化模型构建方法.PRBA演化模型的构建过程中,在考虑节点的度、剩余能量以及传输半径基础上,通过随机边的引入,降低拥有高度值节点的比例,以达到PRBA对蓄意攻击具有较高抗毁性的目的.HRBA演化模型的构建则结合层次型WSN自身分层的特点,在原有的无标度模型上进行改进,将连接分为随机连接以及偏好连接,当新节点选择了随机连接时,在局域范围内搜索簇头节点进行连接,以此降低拥有高度值簇头节点的比重,从而达到其对蓄意攻击具有较高抗毁性的目的.本文最后利用复杂网络仿真软件Gephi对PRBA及HRBA演化模型进行了仿真.仿真结果分析表明,基于PRBA、HRBA演化模型所构建的WSN均降低了拥有高度值节点在全网中占有的比重,从而有效地改善了整个WSN对蓄意攻击的抗毁性.同时基于PRBA、HRBA演化模型所构建的WSN也具有无标度网络的性质,对随机攻击也表现出一定的鲁棒性.
- 作者：
- 王嘉璐
- 学位授予单位：
- 沈阳理工大学
- 专业名称：
- 软件工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 谭小波
- 中图分类号：
- TP212.9；TN929.5
- 关键词：
- 无线传感器网络；复杂网络；蓄意攻击；演化模型；抗毁性
- Wireless sensor network； Complex network； Intentional attack； Evolutionary model； Invulnerability