無線傳感器網絡中信息分發(fā)的可靠性研究.pdf

1、高效地分發(fā)節(jié)點的感知信息是無線傳感器網絡(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)的一些關鍵問題，這些問題相互滲透、緊密關聯(lián)，直接影響到分發(fā)的有效性和能耗高效性，主要研究內容如下：
　　 （1）一般說來，尋找一條滿足多個附加約束條件路徑的問題，是NP難問題，這導致了許多啟發(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，該算法在圖上隨機地移動，發(fā)現那些到達最

2、終目的節(jié)點機會較大的節(jié)點，裁減從源節(jié)點到目的節(jié)點不可行的路徑，由于是利用局部狀態(tài)信息分布地計算，可擴展到其它QoS 約束的路由問題。
　　 （2）移動代理被認為是無線傳感器網絡中數據融合的有效方法，但代理訪問節(jié)點的次序以對算法有較大影響，本文提出一種基于Bayes估計的移動代理動態(tài)路由算法。該算法通過構造特定數據結構的報文，在多跳環(huán)境中由Bayes估計調整梯度向量，據此動態(tài)決定代理的訪問路徑，使移動代理有選擇地在傳感器節(jié)點之間移

3、動，同時在節(jié)點處由移動代理對數據進行融合，剔除多余的數據，減少信息傳輸量而不是把原始數據傳輸到Sink節(jié)點。
　　 （3）由于環(huán)境影響、鏈路干擾、節(jié)點失效等不確定因素，為增強網絡中數據分發(fā)的魯棒性，本文提出一種具有偏好隨機游動能量均衡的數據傳輸算法。該算法利用位于源節(jié)點到Sink之間最短路徑上或靠近最短路徑的節(jié)點作為代理節(jié)點進行數據分發(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評估的特點，因此能夠較好地

4、適應網絡拓撲變化的環(huán)境。
　　 （4）通過對網絡編碼與協(xié)作通信相結合的數據傳輸機制進行研究，提出一種協(xié)作傳輸策略，分析了端到端的中斷概率，評估了中繼選擇過程的有效性，開發(fā)了一種基于協(xié)作傳輸策率的數據傳輸方法，它能夠更加有效地利用網絡資源，節(jié)省能量開銷。
　　 （5）提出一種基于伸展樹的事件區(qū)域檢測容錯算法，該算法在構成的分布式融合樹上實施，由多元回歸方程對事件發(fā)生的可能性進行評估，利用被檢測事件的時空相關性，使得在缺少傳

5、感節(jié)點的區(qū)域，Sink節(jié)點也可以獲得事件發(fā)生的狀態(tài)信息，且具有較高的精度。
　　 （6）大規(guī)模部署的傳感器網絡，受攻擊或感染的影響導致部分節(jié)點失效，失效的節(jié)點由于感染的傳播可能引起整個網絡癱瘓，對感染傳播控制的有效方法之一采用免疫策略，本文通過對感染傳播機理、免疫目標等方面的分析，提出了一種基于局部關聯(lián)特征的免疫策略，該策略利用網絡局部拓撲信息確定免疫對象，并對這些對象實施免疫，提高網絡的抗蓄意攻擊能力。
　　 綜上所述

6、，本文針對可靠信息傳輸的路徑選擇問題，感知數據的融合問題、數據分發(fā)的魯棒性問題和抗蓄意攻擊能力等關鍵問題提出了有效的解決方案，對于推進無線傳感器網絡可靠信息分發(fā)的研究和實用化具有一定的理論意義和應用價值。
　　 本項研究工作受到國家自然科學基金項目“無線傳感器網絡中緊急事件信息分發(fā)的可靠性研究”(編號：61070169)、江蘇省現代企業(yè)信息化應用支撐軟件工程技術研發(fā)中心開放基金”無線多媒體傳感器網絡視頻協(xié)同傳輸技術研究”(編號：