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基于多分辨率聚类的安全定位算法研究

作　者: 孙晓洁
导　师: 李国徽
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 无线传感器网络安全定位网格多分辨率聚类最小均方差估计
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 20次
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内容摘要

无线传感器网络支持从军事监视到医疗护理的临床检测等一系列广泛应用。正确获取传感器节点的位置信息以实现目标跟踪和环境检测等应用至关重要。传感器网络自组织的特点使节点定位过程在恶劣环境中极易受到攻击,现有的定位技术在有攻击条件下不能有效定位。在无线传感器网络中传统的定位机制的基础上,提出了一种基于网格多分辨率聚类的安全定位技术。基于多分辨率聚类的安全定位算法的主要思想是,在无线传感器网络节点的通信范围内,按比例布置已知自身坐标的锚节点(包含恶意节点)和未知位置的未知节点。枚举未知节点通信范围内所有的锚节点,每次枚举两个。以锚节点位置为圆心,与未知节点之间的距离为半径的两个圆,若有交点,记录两个圆的交点坐标。同时,将定位区域组织成层次空间,按照交点集合的分布决定定位的粒度,针对合法的区域划分单元格,高层单元的统计参数从底层单元的参数计算得到。单元格划分完成之后引入聚类,统计该层交点最多的单元格。根据该单元格内的各个离散点求出本层次中该区域的质心,利用最小均方差方法检测最终的解,并作为本层的定位结果。不同的层次可以得到不同分辨率的定位和感知结果,实现多分辨率的安全定位。实验表明,基于网格多分辨率聚类的安全定位技术能安全有效的剔除网络中存在的恶意节点,不仅能实现安全的定位,而且具有较低的时间复杂度和较高的安全性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题来源和研究意义  8-9
  1.2 无线传感器网络中的定位技术介绍  9-12
  1.3 论文主要工作及内容安排  12-13
2 无线传感器网络中的安全定位  13-25
  2.1 基本概念和术语  13-15
  2.2 网络中常见的攻击模型  15-18
  2.3 安全定位的重要性  18
  2.4 安全定位的研究现状  18-24
  2.5 本章小结  24-25
3 基于多分辨率聚类的安全定位算法描述  25-41
  3.1 引言  25
  3.2 系统模型与假设  25-27
  3.3 多分辨率安全定位算法  27-40
  3.4 小结  40-41
4 基于多分辨率聚类的安全定位算法实现  41-51
  4.1 引言  41
  4.2 算法成员类的设计  41-42
  4.3 算法流程图  42-45
  4.4 算法复杂度分析  45
  4.5 算法安全性分析  45-47
  4.6 算法实验初步分析  47-50
  4.7 小结  50-51
5 算法性能的实验对比分析  51-58
  5.1 引言  51
  5.2 无攻击下的实验分析  51-53
  5.3 恶意攻击下的实验分析  53-57
  5.4 小结  57-58
6 结论及后续工作  58-60
  6.1 本文总结  58
  6.2 下一步工作  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-64

基于多分辨率聚类的安全定位算法研究

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