基于FW-PSO算法优化无线传感网络拓扑结构的方法

无线传感网络(WSN)具有无标度网络的特征,通常工作在无人值守的开放性环境中,极易遭受到各种蓄意攻击。攻击使得网络发生故障,甚至会导致整个网络瘫痪。该文基于复杂网络领域的无标度网络,构建具有无标度特性的无线传感网络模型。利用烟花算法及粒子群算法(PSO)寻优过程中的搜索能力、种群多样性等优点,提出了一种FW-PSO算法,该算法在全局搜索能力和收敛速度上具有较好的性能。针对具有无标度特性的网络模型,用FW-PSO算法对网络拓扑进行优化,在不同的攻击策略下分别从动态抗毁性和静态抗毁性分析优化前后网络的性能。仿真实验表明,与其他同类算法相比,经过该文所提算法优化后的无线传感网络的动态和静态抗毁性能都有明显提升。     

基于FW-PSO算法优化无线传感网络拓扑结构的方法

无线传感网络(WSN)具有无标度网络的特征,通常工作在无人值守的开放性环境中,极易遭受到各种蓄意攻击.攻击使得网络发生故障,甚至会导致整个网络瘫痪.该文基于复杂网络领域的无标度网络,构建具有无标度特性的无线传感网络模型.利用烟花算法及粒子群算法(PSO)寻优过程中的搜索能力、种群多样性等优点,提出了一种FW-PSO算法,该算法在全局搜索能力和收敛速度上具有较好的性能.针对具有无标度特性的网络模型,用FW-PSO算法对网络拓扑进行优化,在不同的攻击策略下分别从动态抗毁性和静态抗毁性分析优化前后网络的性能.仿真实验表明,与其他同类算法相比,经过该文所提算法优化后的无线传感网络的动态和静态抗毁性能都有明显提升.     

基于互信息的通信网络节点重要性度量方法

信息化条件下的复杂网络对节点的蓄意攻击非常脆弱,因此准确发掘出网络中的核心节点并进行重点保护对提高网络抗毁性至关重要.在分析特殊条件下通信网络特征属性的基础上,借鉴通信系统中关于“信息量”的定义方法,提出了改进的适用于有向加权网络的节点重要性评估方法.在小规模混合加权网络中对该方法和已有方法进行了对比分析,验证了本文方法的有效性和优势性.构建了一种基于BBV(Barrat-Barthelemy-Vespignani)的混合加权网络演化模型,并对生成的大规模通信网络进行了节点重要性评估仿真,实验结果表明:与现有评估方法相比,本文方法能够更加简单、有效地评估网络节点的重要性.     

通信网络拓扑抗毁性评估算法研究

首先论述了当前主要网络拓扑抗毁性评估技术,然后根据实际工程应用需求,提出了一种新的通信网络拓扑抗毁性评估模型与算法,同时用计算机对模型和算法进行了仿真验证。该算法能求出通信网络拓扑图中各节点抗毁性度量值以及这些度量值的均方差,且把节点抗毁性度量值均方差作为整个网络拓扑的抗毁性量度。计算机仿真结果表明,利用该模型算法可以发现拓扑图中关键节点,同时度量值均方差可以准确评估给定连通网络拓扑图的抗毁性能。     

基于谱分析的复杂网络脆弱节点发现算法

未来以网络为中心的信息化战争,节点打击、毁点瘫面成为攻击敌方信息网络、夺取信息优势的重要手段。针对寻找敌方网络弱点进行攻击、提升我方体系抗毁能力拒止攻击等问题,在复杂网络拓扑连接矩阵的基础上,引入Laplacian谱分析方法,提出拓扑连接度概念,通过计算网络中各节点的拓扑连接度,发现脆弱节点并给出脆弱性排序,为信息网络的健壮性与抗毁性研究提供了一种有效的全新思路。     

中美两国互联网拓扑结构的抗毁性比较

针对日趋紧张的互联网安全局势,以网络攻击发生后残余网络拓扑中最大连通子图的相对大小作为度量指标,分析比较了中美两国互联网拓扑结构的抗毁性。研究表明,就采用的互联网拓扑数据而言,无论是随机策略多点攻击,还是蓄意策略多点攻击,美国互联网的抗毁性都要强于中国互联网,特别是针对蓄意策略攻击,美国互联网抗毁性指标的均值是中国互联网的1.8倍。     

基于局域世界的WSN拓扑加权演化模型

 无标度加权网络模型,反映了现实网络的存在形式和动力学特征,是无线传感网络建模和拓扑演化的有效研究工具.本文基于局域世界理论提出一种不均匀成簇的无线传感网络拓扑动态加权演化模型,考虑节点能量,通信流量和距离等因素,对边权重和节点强度进行了定义,同时研究了拓扑生长对边权重分布的影响.实验证明演化所得网络节点度,强度和边权重均服从幂律分布,结合已有理论成果可知,该拓扑不仅继承了无权网络较高的鲁棒性和抗毁性,同时降低了节点发生相继故障的几率,增强了无线传感网络的同步能力.     

基于冗余筛选管控评估机制的移动传感网超宽带稳定传输算法

为了优化WSN网络的数据传输特性,设计了基于冗余筛选管控评估的移动WSN超宽带稳定传输算法。基于冗余传输调度机制对区域予以初次分割,通过能量评估方式快速达到区域聚类稳定生存效果,结合构建区域节点能量阈值的方法提高聚类冗余效率,以降低超宽带条件下的节点受限概率。采用区域边界控制方式,通过优化骨干节点剩余能量的方式增强骨干节点工作效率,降低因骨干节点而导致的区域传输抖动,确保中继传输节点性能最佳,以降低链路抖动现象。通过骨干节点能力对传输节点予以甄选,从而提升网络链路传输能力,进一步降低抖动现象对传输性能带来的不利影响。仿真实验表明,所提算法具有更低的网络链路累计抖动频次及更好的网络传输带宽。     

基于攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型

针对不考虑攻击策略时以自然连通度作为复杂网络抗毁性测度存在的缺陷,用节点的改进总连通度作为目标函数建立了基于按度攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型,并运用收敛速度较快的自适应局部增强微分进化算法(ADMPDE)对复杂网络的拓扑结构优化进行仿真分析。仿真结果验证了该模型的合理性和算法的适用性,优化后的复杂网络的度大节点比例提高了32%,其抗毁性得到明显改进,并得到一些有意义的结论。相关内容可为该领域的进一步研究提供有价值的参考。     

一种基于目标区域分层的WSN路由协议

目前WSN路由协议大多是对分簇方法或传输路径的优化,从而达到优化网络能耗的目的。文中提出一种基于非均匀分层的路由协议(ULEE),通过对监测区域进行分层赋予节点以不同的竞争半径,并根据节点剩余能量选取簇头,同时采用多跳的簇间传输。仿真结果表明,该算法可以通过计算推导获得最优参数。相对于几种经典路由协议,该协议具有节点能耗均匀、网络寿命延长的特点。     

海量坏数据攻击下的智能电网抗毁能力估计研究

针对传统抗毁能力估计不准确的问题,提出一种海量坏数据攻击下的智能电网抗毁能力估计方案。首先建立静态能量函数模型,通过模型系统进行评估可以防止海量坏数据对评估过程的干扰,同时优化了评估过程的算例分析,改变传统分析模式,使用VOPC进行系统函数分析,能对随机攻击以及恶意攻击进行分配评估,促进评估过程的准确程度。实验结果表明,所提方法能够对智能电网抗毁能力进行准确的评估。     

一种基于信息熵的WSN节点拥塞避免机制

无线传感器网络（WSN）中多对一通信产生的网络拥塞是一个亟待解决的问题。针时WSN节点生命期有限的情况,引入了节点相对信息熵的概念,提出基于节点相对信息熵的拥塞避免机制：节点首先计算其联合信息熵为上游节点分配数据窗;然后上游节点根据收到的数据窗的大小来决定向下游节点发送数据包的大小。仿真分析表明,该算法有效地避免了网络数据包的丢失,减少了网络传输延迟,且具有良好的能量有效性。     

基于稀疏密集阵传输机制的WSN数据传输汇聚算法

为了改善无线传感网(WSN)的数据传输汇聚能力,提出了基于稀疏密集阵传输机制的WSN数据传输汇聚算法。引入核生成函数,设计了一种新的传输矩阵,将簇头节点与sink节点之间连通程度及负载程度进行量化,以提升簇头节点传输效果的评估能力;采用特征向量按列排序并结合卷积算法降低簇头节点传输值,以有效减少簇头节点负载;采用树分解模式搜寻可用哈密尔顿回路,构建了基于路径分解优化机制的汇聚稳定方法;通过使用哈密尔顿寻址来优化叶子节点与根节点之间的数据链路,以增强簇头节点覆盖能力与提高数据传输过程的稳定性能。仿真实验表明,与当前常用的基于阈值筛选模糊分簇的WSN数据稳定汇聚算法和面向医疗应用的无线传感器网络多径数据传输方法相比,所提算法具有更为集中的传输报文集中度,以及更高的传输链路抖动控制能力和网络汇聚带宽。     

基于剩余能量和节点度的多跳分簇算法的研究

LEACH协议是第一个在无线传感器网络中提出的分簇路由协议,由于其簇头产生的随机性,产生了一些不足,因此为了均衡整个网络的能耗,延长WSN的生命周期,提出了基于节点剩余能量和节点度的多跳分簇路由协议。其基本思想是在LEACH中加入门限,让剩余能量高且节点度高的节点优先成为簇头,簇头之间采用多跳路由传输机制。仿真结果表明,该协议能够有效地延长网络的生命期。     

基于DE的WSN能量空洞问题最优发射半径选取

针对无线传感器网络能量空洞问题,通过对具有节点均匀且呈环状分布的WSN相关模型进行了分析。并在此基础上,将能量空洞问题转化为不同发射半径下,能量消耗值最大节点的问题,从而确定了具有不连续、不可导、多峰值特点的优化目标函数。最终采用CoDE算法求解该优化问题,并通过仿真实例验证了,该方法的正确性与可行性。     

节点崩溃条件下信息系统安全风险传播

风险传播研究是信息系统安全风险评估的重要研究方向。基于风险传播和风险传播模型, 考虑邻居节点之间的相互影响, 重新定义了信息系统网络节点的初始负荷和节点崩溃与失效的概念。引入负荷局域择优重新分配策略, 提出运用信息系统网络节点崩溃和实效节点的数目反映信息系统抵御风险传播的能力。设计了两种袭击策略, 即网络信息已知条件下的蓄意攻击和网络信息未知条件下的随机攻击, 并结合实例仿真分析了不同节点崩溃条件下的信息系统安全风险的传播问题。结果表明, 蓄意攻击策略引起的节点崩溃更易造成信息系统安全风险的迅速全域传播。     

基于多连接方式的无线通信网拓扑模型研究

为了解决无线通信网拓扑模型生成问题,结合无线通信网的特点,提出了一种多种连接方式的无线通信网演化模型,解析计算了模型的度分布。对网络的度分布、网络效率和网络抗毁性能进行了仿真,结果表明,该模型生成的网络具有幂率特性和小世界特性,模型效率随着中程连接概率的增大而增大,网络抗毁性能随着中程连接概率的增大而降低,为网络拓扑的优化及网络模型的抗毁性研究提供理论支撑和参考。     

基于核与核度理论的网络拓扑结构抗毁性分析

网络抗毁能力是确保信息畅通的重要支撑。给出了网络抗毁性的定义,对网络化信息系统进行图论表示。基于系统的核与核度定义,给出了图的核与核度定义。在此基础上,以某网络化信息系统拓扑结构为例,计算出该网络的核与核度,分析了该网络化信息系统在核度意义下的抗毁性能。计算结果表明,该网络化信息系统不具有核度意义下抗毁性最好的拓扑结构。节点13是这个网络化信息系统的"核",应予以重点保护。     

基于重要度传输矩阵的复杂网络节点重要性辨识方法

复杂网络中节点重要性辨识对分析网络结构和功能具有重要作用.为了辨识节点重要性,分析节点自身和关联节点的作用,本文构建了一种基于重要度传输矩阵的节点重要性辨识模型.首先,基于关联节点与节点之间的最优路径长度、最优路径数目和信息传播率定义了节点间的传输能力.其次,依据度值和传输能力构建重要度传输矩阵,综合节点局部重要性和全局属性指标评价节点的重要性.最后,对"ARPA"网络和四个真实网络进行破坏性仿真分析,结果本文方法表明对网络造成更大的破坏,证明了该方法的有效性和可靠性.     

基于节点的地域通信网抗毁性评价及应用

分析了战场条件下地域通信网抗毁性评价的需求和现有地域通信网抗毁性评价方法存在的不足,确定了节点失效条件下地域通信网抗毁性评价的标准和计算流程。从节点失效的实际出发,给出了节点重要度的分析方法,并以该方法为基础,综合考虑节点逐个失效的整个过程,给出了基于节点的地域通信网抗毁性评价方法。最后,将这种方法应用于地域通信网拓扑优化,并给出了应用实例。