基于网络层析成像技术的无线传感网络拓扑推断方法研究.pdf

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日期∥吖日嘴彬ぜ〔学位论文作者:磊妙前、学位论文作者:乞抄厅、原创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权郑州缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为郑大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索,可以采用影印、州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。
摘要随着无线传感器网络的广泛应用,网络的管理和维护成为研究的重要方向,重要参数之一,也是测量其它一些性能参数的基础。目前广泛应用于固定网络的拓扑推断方法是从网络内部节点上收集相关拓扑信息,对信息进行分析和处理后得出网络拓扑结构。这种方法需要网络内部节点的协作,信息收集过程会增络,这使得传感器网络的拓扑推断与传统固定网络相比面临着新的挑战。网络层析成像技术通过在网络边界处主动测量或被动接收的方式获得网络内部的有用信息,利用统计学方法推断网络的性能参数,它不需要内部节点的协作,不额外增加网络通信量,为传感器网络拓扑推断提供了新方向。目前基于网络层析成像技术的传感器网络拓扑推断方法的研究还处于起步阶段。本文从系统模型、测量方法以及统计推测方法等方面对网络层析成像技术进行了详细的介绍,分析了适用于传感器网络层析成像的拓扑模型和报文丢失模型,研究了几种基于网络层析成像的传感器网络拓扑推断算法,分析了它们的特点和存的问题,本文根据在汇聚节点处获得的节点报文丢失信息,提出一种基于数据汇聚的分层拓扑推断算法,同时可以实现对传感器网络节点的分层。在传感器网络链路丢包率较小的情况下,现有算法在推断网络拓扑过程中需要的观测数据过多,计算量大推断速度慢,且推断结果存在误差。针对这一问题,本文提出一种基于部分节点休眠的分层拓扑推断算法,通过使部分节点休眠虚拟增加网络的链路丢包率,提高拓扑推断速度。仿真结果表明,提出的算法利用较少的观测数据,就可以准确的推断出无线传感器网络的拓扑结构。关键词:传感器网络而如何获得传感器网络的性能参数成为研究的重点。网络拓扑是传感器网络的加网络的通信负载,加速节点的能量消耗,不适用于资源有限的无线传感器网在的问题。针对目前拓扑推断算法需要己知部分节点信息、所用测量数据较多网络层析成像技术数据汇聚网络拓扑结构Ⅱ
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目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅱ网络层析成像技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯网络层析成像技术的基本概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯网络层析成像技术的意义及关键假设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.网络层析成像方法的关键技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯⋯..⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯..⋯⋯.⋯..⋯⋯.⋯⋯..】.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯网络层析成像的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.绮阄龀上窦际醯墓丶偕琛网络层析成像的主要应用方面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.网络链路级参数估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯网络收发节点间流量强度估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.网络拓扑推断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯系统模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...缡莶饬考际酢.●
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.谑莼憔鄣拇ǜ衅魍绶植阃仄送贫纤惴ā系统模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯基于数据汇聚的分层拓扑推断算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯性能仿真及比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.网络层析成像技术的统计推断方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.系统模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯