移動(dòng)WSNs中最優(yōu)二級(jí)分簇方案研究及密鑰分配協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)在一定區(qū)域內(nèi)部署大量無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)任務(wù)的多跳網(wǎng)絡(luò)。由于無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)采用電池供電形式，單個(gè)節(jié)點(diǎn)能量有限，同時(shí)節(jié)點(diǎn)部署環(huán)境惡劣，節(jié)點(diǎn)隨時(shí)有被捕獲危險(xiǎn)，所以安全和能耗成為制約無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最大瓶頸。
　　目前在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)能耗主要用于數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)上，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸總跳數(shù)決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗水平。傳統(tǒng)上通過(guò)引入了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能在一定程度上降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能

2、耗。但目前一級(jí)分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸跳數(shù)能力有限；傳統(tǒng)上的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰分配協(xié)議不支持節(jié)點(diǎn)位置移動(dòng)所帶來(lái)的密鑰更新功能需求，同時(shí)能耗過(guò)高，這些都是現(xiàn)在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的主要問(wèn)題。本文針對(duì)目前移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗過(guò)高、密鑰分配協(xié)議不能滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)移動(dòng)所帶來(lái)的密鑰動(dòng)態(tài)管理需求，做了以下主要工作：
　　引入二級(jí)簇首節(jié)點(diǎn)提出了二級(jí)分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)理論分析得出了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸總跳數(shù) E與網(wǎng)絡(luò)一、二級(jí)分簇層數(shù) k、m和網(wǎng)絡(luò)

3、特征值2S/R之間函數(shù)關(guān)系。求出了在理想傳輸模型網(wǎng)絡(luò)傳輸跳數(shù)最小時(shí)最優(yōu)一、二級(jí)分簇層數(shù)k*、m*。并結(jié)合集合覆蓋問(wèn)題，設(shè)計(jì)了移動(dòng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一、二級(jí)簇頭選取算法。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的二級(jí)分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型在數(shù)據(jù)傳輸跳數(shù)上和一級(jí)分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型相比能有大幅減少；在數(shù)據(jù)壓縮率上和一級(jí)分簇結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)相比也有較大提高，從而能顯著降低網(wǎng)絡(luò)能耗。
　　為發(fā)揮最優(yōu)二級(jí)分簇網(wǎng)絡(luò)模型有效降低網(wǎng)絡(luò)能耗的優(yōu)勢(shì)，本文將最優(yōu)二級(jí)分簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用于