基于分簇的无线传感器网络的生存性评估

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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量的传感器节点组成的自组织网络,由于其高机动性、灵活性和无线特性,使其在军事和民用等领域有广阔的应用前景。网络生存性是指网络在遭受攻击、故障或损伤的时候,能够继续完成其基本服务的能力。WSN节点有限的能量、有限处理及存储能力和无线传输等特性,使得研究WSN生存性显得非常重要。本文首先介绍了WSN的特点和应用;其次,介绍了WSN生存性的概念、研究背景和研究现状,以及WSN生存性的评测标准、评估模型和现有的量化分析方法;第三,提出了一个基于分簇的WSN生存性分析模型。该模型中以单个簇为整体进行分析,假设簇首节点状态等效于簇的状态,簇首节点的状态变化符合半马尔可夫(SMP)过程,利用离散马尔可夫(DTMC)过程对稳定状态下的簇首节点状态概率分布矢量进行了求解,在簇首节点状态分类的基础上,分析了簇首节点的孤立问题,提出了k连通度的概念;第四,利用簇首节点的k连通度对WSN在Blackhole攻击下的生存性进行了量化分析,根据WSN提供基本服务的能力对在DoS攻击下WSN生存性进行了量化分析;最后,对全文进行了总结,并展望了未来的工作。
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