異構(gòu)無線網(wǎng)絡關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、未來的無線通信網(wǎng)絡規(guī)模大、構(gòu)成復雜、覆蓋廣，業(yè)務種類及服務質(zhì)量要求多樣，因此為了不同客戶的異構(gòu)化、個性化的通信需要，未來無線通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡特征與網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、各類網(wǎng)絡協(xié)議及其設計方法、以及物理層技術(shù)呈現(xiàn)異構(gòu)化傾向。異構(gòu)化網(wǎng)絡已經(jīng)成為未來的無線通信網(wǎng)絡研究工作中必須面對的問題。異構(gòu)無線網(wǎng)絡能夠充分利用現(xiàn)有不同無線網(wǎng)絡之間的特性互補效能，為不同的用戶提供較好的接入服務，從而讓用戶享受到更便捷的網(wǎng)絡通信服務，對它的研究具有重大的學術(shù)意義和應用前景

2、。
　　 異構(gòu)無線網(wǎng)絡的實現(xiàn)是一個相當復雜的系統(tǒng)工程。它需要各類接入網(wǎng)絡系統(tǒng)，在各用戶平臺、網(wǎng)絡系統(tǒng)之間實現(xiàn)協(xié)作通信和無縫對接，最終形成一個自適應、高度自治的網(wǎng)絡，具有良好的自組織性、可伸縮性和重構(gòu)性。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡存在較大差異，因此傳統(tǒng)成熟的網(wǎng)絡技術(shù)不能直接運用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡。論文首先詳細分析了現(xiàn)有安全路由、QoS 映射技術(shù)、以及安全認證技術(shù)的研究現(xiàn)狀和不足，總結(jié)出其在異構(gòu)無線網(wǎng)絡中所面臨的挑戰(zhàn)，然后針對這些挑戰(zhàn)提出了相應的算法及

3、方案，并通過大量的仿真實驗進行了驗證。
　　 本文主要取得如下研究成果：
　　 （1）針對異構(gòu)無線網(wǎng)絡中存在的主要安全問題，提出了基于虛擬子網(wǎng)與物理子網(wǎng)相結(jié)合的節(jié)點信譽路由技術(shù)。根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)劃分物理子網(wǎng)，采用直接評價與間接評價相結(jié)合的方法對節(jié)點進行信譽評價，將節(jié)點按照不同的信譽區(qū)間劃分成多個虛擬子網(wǎng)，且不同的虛擬子網(wǎng)代表了不同的安全性與服務質(zhì)量。同一虛擬子網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點按照鏈路質(zhì)量進行路由選擇。最后通過對惡意節(jié)點與自私節(jié)點的

4、實驗表明，該模型能夠有效地隔離惡意節(jié)點并選擇最優(yōu)路由來避免自私節(jié)點。
　　 （2）針對異構(gòu)無線網(wǎng)絡中的QoS 映射問題，提出了一種新的QoS 映射模型，該模型由核心網(wǎng)QoS 代理服務器（CQA）和接入網(wǎng)QoS 代理服務器（AQA）來進行實施。該模型主要由局部QoS 信息收集與匯總、全局QoS 信息注冊，在CQA 節(jié)點上創(chuàng)建QoS 靜態(tài)映射模式，CQA與各AQA 共享全局QoS的模式，各AQA 節(jié)點上根據(jù)當前數(shù)據(jù)包請求創(chuàng)建QoS

5、動態(tài)映射模式四部分組成。為解決了目前無線異構(gòu)網(wǎng)絡中鏈路通信資源差異大，通信質(zhì)量變化快等現(xiàn)象提出了一種解決方法與實現(xiàn)機制，通過Z 語言進行了形式描述，并通過Objective-Z 形式化工具進行了形式化證明。最后在OPNet 仿真平臺上建立了仿真場景，并進行了相關(guān)驗證，結(jié)果表明該模型能有效解決QoS的映射問題。
　　 （3）針對異構(gòu)無線網(wǎng)絡中分布式安全認證問題，提出了一種基于單向HASH 函數(shù)和LaGrange 插值多項式組的（t

6、，n）門限方案的隨機密鑰預共享安全引導模型，分為基于單向HASH函數(shù)和LaGrange 插值多項式組的密鑰預共享安全引導過程以及基于門限數(shù)字簽名的密鑰安全恢復協(xié)議的安全引導過程兩部分。該模型由于采用了單向HASH 函數(shù)，使得每個密鑰分片的子密鑰不會被公開，同時在密鑰恢復協(xié)議的安全引導過程中引入了門限數(shù)字簽名機制，可以有效防止和檢測在密鑰恢復或重組過程中的欺騙行為以及DoS 攻擊。實驗中本文從模型的計算復雜度、引導過程的安全性、安全引導成