基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)DD協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源很有限，卻集成了監(jiān)測(cè)、控制以及無(wú)線通信等多種功能。因此，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源的節(jié)省顯得尤為重要。網(wǎng)絡(luò)編碼理論的提出，為提高網(wǎng)絡(luò)性能、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源提供了新思路，路由協(xié)議中，中繼結(jié)點(diǎn)先對(duì)報(bào)文進(jìn)行編碼處理，再將編碼的報(bào)文發(fā)送給后續(xù)結(jié)點(diǎn)，目的結(jié)點(diǎn)能夠解碼并恢復(fù)原始的報(bào)文。這種路由建立過(guò)程是基于網(wǎng)絡(luò)編碼的。 本文首先介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、定向擴(kuò)散路由協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)編碼。定向擴(kuò)散路由協(xié)議(DirectedDiffusion，簡(jiǎn)

2、稱(chēng)DD)是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議的原理和運(yùn)行機(jī)制，找出該協(xié)議浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源的缺點(diǎn)。 然后采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，提出了一種新的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的定向擴(kuò)散路由協(xié)議(DirectedDiffusionbasedonNetworkCoding，簡(jiǎn)稱(chēng)NC—DD)，通過(guò)對(duì)該協(xié)議的安全性能進(jìn)行分析，找出NC—DD存在的威脅，提出了增強(qiáng)安全性的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的定向擴(kuò)散路由協(xié)議(secureNC—DD，簡(jiǎn)稱(chēng)SNC—DD)，該協(xié)議采用

3、的是同態(tài)的簽名方案。 最后，采用著名的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)NS2對(duì)新協(xié)議NC—DD、SNC—DD的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行仿真。在NS2已有的定向擴(kuò)散協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，修改定向擴(kuò)散路由協(xié)議的源文件，重新編譯NS2，生成新的仿真平臺(tái)。數(shù)據(jù)跟蹤文件用來(lái)保存仿真過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，編寫(xiě)AWK程序?qū)?bào)文平均的端到端延遲、網(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)的平均剩余能量、網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量進(jìn)行計(jì)算，并用一個(gè)命令導(dǎo)向的交互式繪圖程式GNUPLOT畫(huà)出對(duì)應(yīng)的曲線圖，從而得到NC—DD的性

4、能分析。用同樣的方法和步驟對(duì)SNC—DD協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能仿真。 本文的主要特色與創(chuàng)新之處體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：(1)利用隨機(jī)的線性網(wǎng)絡(luò)編碼，提出一種新的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的定向擴(kuò)散路由協(xié)議NC—DD。(2)利用同態(tài)的簽名方案，提出了安全的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的定向擴(kuò)散路由協(xié)議SNC—DD，該協(xié)議增強(qiáng)了NC—DD對(duì)污染攻擊的抵抗力。(3)對(duì)NS—2仿真平臺(tái)進(jìn)行2次擴(kuò)展，使用擴(kuò)展后的仿真平臺(tái)分別對(duì)NC—DD、SNC—DD路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了不同