傳感器網(wǎng)絡憑借無線短距離方式通信,通過網(wǎng)絡協(xié)議對若干傳感器節(jié)點進行管理,能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境信息的多維感知與監(jiān)測,并具有規(guī)模大、靈活性強、性價比高等優(yōu)點,近年來廣泛應用于智能制造、交通運輸和能源電力等領(lǐng)域。由于傳感器網(wǎng)絡的多源協(xié)同性,不同感知終端采集的物理信息須具有時間邏輯關(guān)系,因此,協(xié)調(diào)空間分散的傳感器節(jié)點時間概念是傳感器網(wǎng)絡構(gòu)建過程中的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題之一。傳感器網(wǎng)絡中所謂“受限”,是指無線網(wǎng)絡環(huán)境不確定不安全和傳感器節(jié)點能量約束等限制性因素,因而時間同步的本質(zhì)是基于無線網(wǎng)絡的估計問題。從估計問題的角度看,一方面基于參數(shù)估計的傳感器網(wǎng)絡時間同步算法被提出,另一方面一致性方法為多時鐘系統(tǒng)模型設計狀態(tài)估計算法與分布式控制律提供了思路,然而后者存在能效較低、安全系數(shù)較低、較少地考慮概率意義下隨機同步等突出問題。具體而言,當網(wǎng)絡大規(guī)模密集部署時,基于局部廣播的分布式趨同導致節(jié)點產(chǎn)生高通信流量與長延時廣播,嚴重消耗了節(jié)點有限能量;當網(wǎng)絡較為稀疏時,節(jié)點之間的覆蓋重疊區(qū)域減小,造成不可靠的無線鏈路是連通性受限的直接因素,對動態(tài)傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)一致性同步帶來挑戰(zhàn);相較于單一類型攻擊,混合攻擊的攻擊方式更加多樣... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號及釋義對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 時間同步算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 關(guān)于層級式時間同步
        1.2.2 關(guān)于分布式時間同步
    1.3 受限傳感器網(wǎng)絡時間同步的主要挑戰(zhàn)
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新
    1.5 章節(jié)安排
第二章 受限傳感器網(wǎng)絡分布式時間同步策略可行性分析
    2.1 傳感器網(wǎng)絡特征描述
        2.1.1 傳感器節(jié)點特征
        2.1.2 傳感器網(wǎng)絡應用場景特征
    2.2 傳感器網(wǎng)絡分布式時間同步模型建立
        2.2.1 節(jié)點時鐘模型
        2.2.2 網(wǎng)絡約束
        2.2.3 兩類估計策略下的分布式同步模型
    2.3 基于一致性的時間同步策略
        2.3.1 一致性時間協(xié)議的控制系統(tǒng)模型
        2.3.2 一致性時間協(xié)議的分類
        2.3.3 一致性時間協(xié)議的評價指標
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于拓撲優(yōu)化的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡高能效時間同步
    3.1 具有訪問與傳播延遲結(jié)構(gòu)的一致性時間同步協(xié)議
    3.2 帶時延平衡的三目標拓撲規(guī)劃問題建模
        3.2.1 基于節(jié)點劃分的廣播能耗抑制
        3.2.2 受限拓撲規(guī)劃策略
        3.2.3 NP-完全性證明
    3.3 拓撲規(guī)劃問題的優(yōu)化求解及算法設計
        3.3.1 改進多目標人類學習優(yōu)化求解方法
        3.3.2 算法流程與時間復雜度分析
    3.4 仿真評估
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于Gossip一致性的隨機連通傳感器網(wǎng)絡時間同步
    4.1 Gossip協(xié)議模型
    4.2 Gossip一致性時間同步
        4.2.1 問題建模
        4.2.2 Gossip通信的魯棒性分析
        4.2.3 基于Gossip更新的一致性補償策略
        4.2.4 算法流程
        4.2.5 收斂性證明
        4.2.6 加速收斂設計
    4.3 增強型Gossip一致性時間同步
        4.3.1 非對稱有界時延模型
        4.3.2 遞歸最小二乘法和滯后比較策略
        4.3.3 算法流程
    4.4 仿真評估
        4.4.1 忽略時延
        4.4.2 考慮時延
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于信任節(jié)點的受攻擊傳感器網(wǎng)絡容侵時間同步
    5.1 混合攻擊模型
        5.1.1 女巫攻擊
        5.1.2 虛假數(shù)據(jù)注入攻擊
    5.2 攻擊下Gossip一致性時間同步算法性能分析
    5.3 容侵時間同步算法
        5.3.1 安全設計策略
        5.3.2 基于四元組消息檢測器的信任節(jié)點決策
        5.3.3 算法設計及其收斂性證明
    5.4 仿真評估
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
攻讀博士學位期間參加的科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3188101