基于隱藏問(wèn)題的移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)路徑規(guī)劃.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)作為21世紀(jì)的重大科技之一,在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,例如環(huán)境監(jiān)測(cè),戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),健康護(hù)理等。一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由大量的小的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,這些傳感器節(jié)點(diǎn)由感知,處理和通信模塊等組成。另外,在傳感器網(wǎng)絡(luò)中還會(huì)布置少量的匯聚節(jié)點(diǎn)用于收集數(shù)據(jù)。在戰(zhàn)場(chǎng)上,傳感器網(wǎng)絡(luò)通常會(huì)被布置到敵對(duì)的環(huán)境中,在敵方布置的惡意節(jié)點(diǎn)的偵測(cè)下工作。而敵方的節(jié)點(diǎn)會(huì)設(shè)法監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)和破壞傳感器網(wǎng)絡(luò)中的工作節(jié)點(diǎn)。因此,幫助傳感器節(jié)點(diǎn)隱藏自己不被惡意節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和破壞

2、,是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用到戰(zhàn)場(chǎng)上等敵對(duì)環(huán)境中的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的隱藏問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究,研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。首先,本文對(duì)隱藏問(wèn)題和基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的隱藏問(wèn)題進(jìn)行了概括性的介紹。根據(jù)隱藏對(duì)象的不同,節(jié)點(diǎn)感知模型進(jìn)行了分類(lèi),歸納和總結(jié),對(duì)近年來(lái)這方面的工作進(jìn)行了概述。含有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或移動(dòng)基站的傳感器網(wǎng)絡(luò)也是近年來(lái)比較新穎和熱門(mén)的課題,本文將研究傳感器節(jié)點(diǎn)移動(dòng)行為的工作進(jìn)行了歸類(lèi)。在之前的移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究工作中,主要的

3、研究目標(biāo)集中在能耗問(wèn)題,覆蓋問(wèn)題等上面,很少有研究隱藏問(wèn)題的工作。由于研究目標(biāo)的不同,能耗問(wèn)題和覆蓋問(wèn)題的工作并不能完全適用于隱藏問(wèn)題。其次,本文研究了基于隱藏問(wèn)題的移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)路徑規(guī)劃,研究的主要目標(biāo)是如何應(yīng)用移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)來(lái)幫助解決特定情況下的傳感器網(wǎng)絡(luò)隱藏問(wèn)題。本文對(duì)隱藏問(wèn)題進(jìn)行了分析和定義。首先定義了惡意節(jié)點(diǎn)的偵測(cè)模型,其次定義了移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的穿越行為?；谏鲜鰞蓚€(gè)定義,我們將隱藏問(wèn)題轉(zhuǎn)換為減少傳感器網(wǎng)絡(luò)所在的區(qū)域中消息傳遞發(fā)生的

4、次數(shù)的問(wèn)題。本文的解決方案是設(shè)計(jì)一條路徑,使得移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)延這條路徑始終“向前”的穿越一個(gè)區(qū)域收集這個(gè)區(qū)域中的數(shù)據(jù),同時(shí)使得這個(gè)區(qū)域中的傳感器節(jié)點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)的概率最少。本文提出了一個(gè)局部貪婪算法：TFT移動(dòng)策略來(lái)近似的解決這個(gè)問(wèn)題。在這個(gè)移動(dòng)算法中,移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)從區(qū)域邊界上的一點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域,并按照定義中的移動(dòng)限制,始終向前的穿越這個(gè)區(qū)域,從區(qū)域邊界上的另外一點(diǎn)離開(kāi)這個(gè)區(qū)域。根據(jù)這個(gè)TFT算法,本文還設(shè)計(jì)了一個(gè)基于最短路徑的路由算法,使得靜

5、止節(jié)點(diǎn)可以延最短路由路徑將數(shù)據(jù)多跳的傳給移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)。最后,本文通過(guò)仿真程序來(lái)驗(yàn)證TFT算法的性能。在仿真程序中,本文使用了均勻和不均勻兩種布撒傳感器節(jié)點(diǎn)的方式。同時(shí),本為設(shè)計(jì)了三種比較算法,包括隨機(jī)移動(dòng),邊界移動(dòng),和對(duì)角線移動(dòng)。仿真的結(jié)果表明,在各種布撒方式的情況下,TFT算法要優(yōu)于三種比較算法。并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布撒不均勻的時(shí)候,TFT算法作為一種自適應(yīng)的移動(dòng)策略,能夠自動(dòng)“識(shí)別”網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布撒密集的區(qū)域,并從該區(qū)域中穿過(guò),從而得到更少的