基于正交標(biāo)識的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)溯源方法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)溯源是對數(shù)據(jù)包從源節(jié)點經(jīng)多個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點最終傳至基站的完整傳輸路徑的記錄、追溯與展示。為保證傳輸路徑的可溯源性，現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)溯源主要沿用IP網(wǎng)絡(luò)的溯源信息記錄方法，這種方法的特點是溯源數(shù)據(jù)量正比于數(shù)據(jù)包傳輸經(jīng)過的節(jié)點數(shù)量，然而，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量多，存儲空間、能量、帶寬以及計算能力均有限，因而其溯源技術(shù)因溯源數(shù)據(jù)量無上限而受到極大限制。為控制溯源信息的長度，現(xiàn)有的解決方法主要基于有損和無損壓縮傳輸技術(shù)，但

2、這些技術(shù)又存在壓縮效率有限、溯源準(zhǔn)確度低以及算法復(fù)雜度高等問題。這些問題極大地限制了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)溯源技術(shù)的應(yīng)用，使其遠(yuǎn)未體現(xiàn)應(yīng)有的應(yīng)用價值。
　　針對上述問題，本文提出一種適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)溯源新方法，該方法基于正交技術(shù)，利用節(jié)點標(biāo)識碼的正交特性實現(xiàn)溯源數(shù)據(jù)的復(fù)用存儲和傳輸路徑的重構(gòu)，從而可有效地限定溯源信息的長度，減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，并能保證溯源結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于數(shù)據(jù)溯源能記錄各節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的頻度和轉(zhuǎn)發(fā)路徑，本文擴(kuò)展了無

3、線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)溯源技術(shù)的應(yīng)用途徑，提出基于溯源路徑的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量模型，實現(xiàn)了節(jié)點能量的動態(tài)監(jiān)測，并基于該模型給出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)與拓?fù)溲莼治龇椒ā?br>　　本文的主要工作是:首先，提出基于正交標(biāo)識的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)溯源方法，該方法賦予每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點一個互為正交的標(biāo)識碼，利用其正交特性實現(xiàn)溯源信息的復(fù)用存儲;同時，通過擴(kuò)展標(biāo)識碼的順序信息，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包傳輸路徑的追蹤與重構(gòu)。其次，基于溯源路徑集，提出一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

4、節(jié)點能量模型，該模型根據(jù)節(jié)點在傳輸路徑中的轉(zhuǎn)發(fā)頻次來度量節(jié)點的能量消耗，并通過新增節(jié)點率來確定節(jié)點能量模型的適用范圍，實現(xiàn)了對節(jié)點能量的動態(tài)監(jiān)測。最后，基于節(jié)點能量模型，提出一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?，該方法給出一組衡量網(wǎng)絡(luò)脆弱性的加權(quán)連通性參數(shù)，并將該參數(shù)應(yīng)用于節(jié)點能量模型，實現(xiàn)了對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和拓?fù)溲莼治觥?br>　　本文的創(chuàng)新性包括:1.提出一種基于正交標(biāo)識的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)溯源方法。該方法不僅解決了現(xiàn)有方法中

5、溯源數(shù)據(jù)長度無上限的問題，實現(xiàn)了溯源信息的復(fù)用存儲，還通過擴(kuò)展節(jié)點正交標(biāo)識的順序維，解決了數(shù)據(jù)包傳輸路徑的重構(gòu)問題，以有限的空間占用，實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的精確溯源。2.提出一種根據(jù)溯源路徑統(tǒng)計節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)頻次，并以此度量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量消耗的新方法，實現(xiàn)了對節(jié)點能量的動態(tài)監(jiān)測。3.提出一種基于溯源路徑的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和演化分析方法，該方法從數(shù)據(jù)溯源角度給出一種面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)解決方案，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲葑兊难?/p>