基于云模型的无线传感器网络恶意节点识别技术的研究

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种没有基础设施的自组织无线网络.和其它网络一样,WSN需要安全措施来保证网络通信的安全.但是,在无线传感器网络中,基于密码的安全体系不能有效处理来自网络内部的攻击,识别出恶意节点.因此,信任模型被用于无线传感器网络恶意节点识别.在信任模型和云理论的研究基础上,本文构建了一个基于云理论的无线传感器网络信任模型——云信任模型(CTM,Cloud-based Trust Model).实验结果表明,云信任模型能够有效识别恶意节点.

基于区间的云相似度比较算法的研究

事物的不确定现象包括模糊性和随机性.云模型通过对二者的结合,建立起定性定量的互换模型.相似云及其度量算法的提出使得云模型具有一定的理论价值和实际意义.然而由于云本身的特性,使得算法的计算精度不高、计算消耗较大.因此提出基于区间的云相似度比较算法,对原云相似性算法进行改进.实验证明,该算法在计算精度以及计算消耗上都有较大的优化.

带有罚函数的无线传感器网络粒子群定位算法

无线传感器网络是一种没有基础设施的无线自组织网络,它在军事、环境检测和智能家居等诸多领域具有广泛的应用.在无线传感器网络的绝大多数应用中,只有当节点和被感知的物体的位置是可知的,节点获得的信息才有意义.因此,节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一.近年来,粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)等智能算法被用于无线传感器网络节点定位技术的研究.在粒子群优化算法定位技术研究的基础上,提出的带有罚函数的无线传感器网络粒子群定位算法(particle swarm optimization with penalty function,PSOPF)利用罚函数来加快算法的收敛速度和提高定位算法的定位精度.实验结果表明,和原有的PSO定位算法相比较,PSOPF算法具有更高的定位精度和更快的收敛速度.

基于圆形选择技术的循环三边组合测量法的研究

在传感器网络的绝大多数应用中,只有当节点和被感知物体的位置已知时节点获得的信息才有意义.因此,节点定位技术是传感器网络的关键技术之一.IACT(i mproved alternating combinationtrilateration)算法通过新的高权重三角形选择方法对ACT(alternating combination trilateration)算法进行了改进.在不影响定位精度的前提下,IACT具有更低的计算费用.但是,它的计算费用仍然很高.因此,提出了基于圆形的权重三角形选择方法,并在该选择方法的基础上提出了ACTBCS(alternating combination trilateration based on circle-selection)算法来进一步改进IACT算法.研究表明ACTBCS在保证定位精度的前提下具有更低的计算费用.

水声传感器网络数据可靠传输协议IPool-ADELIN的研究

ADELIN(ADaptive rELIable traNsport protocol)协议利用冗余传输节点来增强了水声传感器网络数据传输的可靠性.下游节点实际上已经接到冗余节点转发的绝大多数数据包.本文提出了基于IPool(Improved Pool)节点的IPool-ADELIN协议.通过监听节点的数据传输,IPool节点不但能够在链路状态较差时进行链路维护,而且能够只转发没有被数据包暗示响应的数据包.数学分析和仿真结果表明,和ADELIN协议相比,IPool-ADELIN协议具有更高的数据到达率和更低的数据传输能耗.

保护位置隐私和查询内容隐私的路网K近邻查询方法

位置隐私和查询内容隐私是LBS兴趣点(point of interest,简称POI)查询服务中需要保护的两个重要内容,同时,在路网连续查询过程中,位置频繁变化会给LBS服务器带来巨大的查询处理负担,如何在保护用户隐私的同时,高效地获取精确查询结果,是目前研究的难题.以私有信息检索中除用户自身外其他实体均不可信的思想为基本假设,基于Paillier密码系统的同态特性,提出了无需用户提供真实位置及查询内容的K近邻兴趣点查询方法,实现了对用户位置、查询内容隐私的保护及兴趣点的精确检索;同时,以路网顶点为生成元组织兴趣点分布信息,进一步解决了高强度密码方案在路网连续查询中因用户位置变化频繁导致的实用效率低的问题,减少了用户的查询次数,并能确保查询结果的准确性.最后从准确性、安全性及查询效率方面对本方法进行了分析,并通过仿真实验验证了理论分析结果的正确性.

GloMoSim无线网络仿真器剖析

网络仿真是研究及测试无线网络协议的基本技术。本文对通用无线网络仿真器GloMoSim进行了深入剖析,介绍了GloMoSim仿真器的特点,分析了GloMoSim中节点的层次模型以及该系统中文件的关系,然后详细分析了GloMoSim中仿真的启动、运行和结束过程,说明了该仿真系统中消息的类型,消息的发送与接收过程,最后指出了GloMoSim的几点不足。

结构-属性平衡图节点相似度测量算法

节点相似度是图聚类算法的重要基础,在基于结构-属性图聚类现有方法中,由于传统图模型的限制,需要多次矩阵相乘来调整属性边的权值,算法执行效率低。为解决这一问题,提出了结构-属性平衡图的概念,并采用随机游走模型策略统一度量结构-属性平衡图GB中顶点间的相似度。与现有方法相比,该方法不但能测量直接相连的顶点之间的相似度,还可测量不直接相连而存在不同长度的路径的顶点之间的相似度,且没有增加原相似度矩阵的规模,节省了大量存储空间,提高了算法执行效率。

基于页面写相关的闪存转换层策略

针对固态硬盘(SSD)的闪存转换层(FTL)策略诸如BAST、FAST增加了垃圾回收的成本,带来了固态硬盘性能的下降等缺点,提出了一种基于页面"写相关"的FTL策略PWRST。PWRST的基本思想是分析I/O请求的访问历史并找出"写相关"的页面,将"写相关"的页面存储到同一数据块。从而减少垃圾回收开销和I/O请求的平均响应时间。实验结果表明PWRST在Postmark和IOzone负载下的响应时间比BAST减少了35%,比FAST减少了26%。在TPC-C负载下的响应时间比BAST减少了12%,比FAST减少了10%。

基于NAND闪存的高性能和可靠的PRAID-6

基于固态硬盘的RAID-6阵列,在每次数据更新时,都需要计算和写入校验信息,降低了阵列的性能和缩短了固态硬盘的使用寿命,该论文提出了一种基于延迟写入校验信息策略的RAID-6,称为PRAID-6.在每次数据更新时,PRAID-6只计算部分校验信息,写入非易失性存储器P-Cache.在垃圾回收时,将部分校验信息与原校验信息合并,产生新的校验信息,写入固态硬盘.通过实验测试结果表明PRAID-6的响应时间比RAID-6减少了30%,比RAID-5减少了10%.垃圾回收开销比RAID-6减少了20%,比RAID-5减少了15%.

基于随机网络编码的无线报文重传最优策略

网络编码技术为无线报文重传问题研究提供了新思路.分析并证明了完全无线报文重传问题最优策略所需重传报文数量等于节点请求报文数量的最大值;基于随机网络编码技术提出了最优重传策略RNCOPT(Random Network Coding based OPTimal Scheme),其编码系数从某选定有限域中随机选取(0除外);利用网络编码矩阵重新生成机制以保证100%解码成功率;描述了RNCOPT组合报文结构及发送节点操作过程.仿真表明:当接收节点数量为30而报文总数为30时,RNCOPT相对于传统非网络编码方案节省重传报文数量可达32%,而此时现有某典型策略CliqueNC却无明显效果.

基于加权虚拟力模型的锚节点移动策略的研究

针对现有无线传感器网络(WSN)锚节点移动策略不能有效避免遍历网络空洞区域时引起的移动路径过长、定位精度低等缺点,提出一种基于改进虚拟力模型的无线传感器网络锚节点移动策略。将未知节点的邻居节点数量及其到邻居节点的距离作为自身的密集权重属性,利用未知节点的密集度作为权值来改进传统的虚拟力模型。同时考虑测距误差ε的大小,利用三边测量法分析锚节点的最优分布情况、方向选择、移动步长、回退策略。使用未知节点收到的虚拟信标数量与其到锚节点的距离计算未知节点到锚节点的虚拟力,根据所受虚拟力的大小进行方向选择并进行移动。仿真实验表明,该策略可使锚节点根据未知节点分布的具体情况进行移动,有较高的定位精度,适应性强,成功缩短了锚节点的移动路径,降低了虚拟信标的数量,同时还能够有效避免锚节点进入网络空洞区域,减少了共线虚拟信标节点的数量。

MDFNSSDP:基于最小转发节点覆盖集合的无线自组网服务发现协议

服务发现是在网络中寻找所需服务的技术,它是无线自组网的一项基本技术.本文提出了一个高效的无线自组网服务发现协议:MDFNSSDP.MDFNSSDP在转发服务需求包时能充分利用各项信息最大限度减少需要覆盖的2跳邻居节点数量,并选用最少的转发节点来覆盖这些2跳邻居,从而大大节约了信息包开销,提高了协议效率.MDFNSSDP能在一次服务发现会话中完成多个服务发现任务,并能保证服务发现会话的覆盖范围,这一点已经通过理论分析得到了证明.计算机仿真结果表明了MDFNSSDP的显著优越性.

矩形区域内节点均匀分布无线自组网若干基本特性的解析描述

从数学的角度研究无线自组网若干基本特性的解析描述对无线自组网技术的研究工作具有重要意义·基于组合学理论和极限思想,研究了矩形区域内节点均匀分布的无线自组网中节点间距离的分布情况,得出了节点间距离的分布函数的闭合解析公式,并以该解析公式为基础推导出了无线自组网若干基本性质的解析描述公式,最后通过仿真验证了数学分析结果的正确性·

非完全无线报文重传分析研究及其分治策略

网络编码为无线网络报文重传问题WPRTPs(Wireless Packet ReTransmission Problems)提供了有效解决途径.现有关于WPRTP问题的研究主要针对完全无线网络报文重传问题P-WPRTPs(Perfect WPRTPs),而尚未发现对非完全无线网络报文重传问题IP-WPRTPs(ImPerfect WPRTPs)的专门研究.本文研究了IP-WPRTP问题,证明了无线报文重传问题的归约定理,分析了IP-WPRTP问题最优线性网络编码报文重传策略中报文重传数量的上限和下限.然后利用分治思想提出了IP-WPRTP问题网络编码策略IP-WPRTP-DC(Divide and Conquer based scheme for IP-WPRTPs).仿真测试表明IP-WPRTP-DC相对于传统非网络编码策略明显节省了报文传输数量.

基于负载特性和服务时间评估改进的AS调度算法

Linux I/O调度层的预期调度算法AS(anticipatory scheduling)对所有的负载分配相同的预期周期,如果等待的I/O请求没有及时到达,将会带来额外的时延。针对AS算法的不足,提出了一种基于负载特性和服务时间评估改进的AS算法(WPCAS,workload characteristic and service time evluation AS)。WPCAS分为进程归类模块(PC)和服务时间评估模块(STE)两部分。PC模块根据负载特性为每类进程指定不同的预期周期。STE模块根据服务时间决定是否预期下一个请求。通过对比实验表明,WPCAS在吞吐量、预期成功平均等待时延和伪空闲周期方面都优越于95%-Heuristic和AS算法。

变长存储块Hash树完整性校验方法

针对Hash树方法校验存储器完整性代价大的问题，提出了一种新的基于Hash树的检验方法——变长存储块Hash树（VB-HTree）方法。它基于程序访问的局部性特征，按存储块的访问频率将存储器划分为热访问区和冷访问区。在热访问区设置较小尺寸的存储块，在冷访问区设置较大尺寸的存储块，分别建立不同的Hash树。在可信的片内存储区保存Hash树的根结点，以此校验不可信外部内存的数据完整性。对操作代价进行了较为详细的分析，并开展了模拟实验。分析和模拟结果表明，VB-HTree方法优于传统的Hash树方法．是一种可行的内存完整性校验方案。

一种针对iSCSI存储的缓存替换算法

由于IP网络的带宽限制和较长的传输延迟,为了完成数据的请求,iSCSI initiator和iSCSI target在确认对方发出的状态或控制命令前将等待更多的时间。iSCSI协议中通信开销所占的比重较大,因此iSCSI存储的缓存数据载入开销不同于传统的直连存储。现有的替换算法研究主要关注缓存命中率的提高,忽略了通过降低失效数据的载入开销来提高缓存系统性能。提出了一种针对iSCSI存储的缓存替换算法CFL-LRU,该算法不仅考虑访问时间和访问频度,还将考虑缓存页面的逻辑块地址连续度,从而在兼顾命中率的同时降低失效数据的缓存载入开销。实验结果表明,在各种不同的典型负载和缓存大小下,CFL-LRU的效果好于其它替换算法。

分子通信研究综述

基于生物启发的分子通信是一种以生物化学分子作为信息载体、用于互联纳米机器以组成分布式纳米网络的通信技术。归纳了分子通信的定义和特性,以及基于分子通信纳米网络的应用领域和国内外相关领域的重要科研活动与项目;介绍了分子通信的系统结构,其中重点描述了信息分子的传输机制;分别从系统的设计与实现、理论研究和基于分子通信的纳米网络技术3个方向总结和分析了分子通信的研究与发展现状,并展望了未来的研究方向。

水声传感器网络节点定位技术综述

在水声传感器网络的应用中,只有当传感器节点的位置已知,获得的信息才具有意义.因此,节点定位技术是水声传感器网络研究的一个重点和热点.首先分析了在水声环境中的传感器网络节点定位技术的特点;在此基础上分类介绍了距离无关定位算法和距离相关定位算法,其中重点阐述和分析了距离相关算法的测距技术、基于固定锚节点算法和基于移动锚节点算法;最后总结并展望了水声传感器网络节点定位技术的发展与研究方向.