一种针对Sink节点水声传感器网络关键节点识别方法技术

本发明专利技术提供了一种针对Sink节点水声传感器网络关键节点识别方法，通过采集Sink节点水声传感器网络的使用度、跳距、度、介数、紧密度、特征向量中心性、脆弱性7个特征，多维特征融合，最终得到每个节点的重要度评估值，从而为网络拓扑控制和安全防护提供十分有效的先决信息。本发明专利技术对每个节点在网络中的重要度进行多维、有效、准确的评估，能够极大的提高网络的投递率和吞吐量，降低网络时延。同时在敌对环境下，通过加强对己方关键节点的防御，及时剔除潜在威胁，增强己方网络安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种针对Sink节点水声传感器网络关键节点识别方法
本专利技术涉及水声传感器网络
，是一种针对Sink节点水声传感器网络关键节点识别方法，能够为水声传感器网络拓扑控制和安全防护提供必要的信息。
技术介绍
海洋中蕴藏着丰富的资源，实现海洋观测、资源勘探与开发是当前各海洋国家最为关注的问题之一。近年来，水声传感器网络由于在海洋信息应用领域的不断扩大而取得了很大的进步，在海洋军事、海洋环境与气象研究、海洋资源开发等方面具有重要的应用。水声传感器网络由于其业务的需要，多采用Sink节点拓扑结构。在该网络体系结构中有两种节点：一种是部署在水面上的浮标节点，也称之为Sink节点；另一种是部署在指定区域的水下空间内的普通传感器节点。Sink节点配备了无线调制解调器和水声调制解调器，前者用于Sink节点及Sink节点和监测中心间的通信。后者用Sink节点和普通传感器节点间的通信。普通传感器节点只配备了水声调制解调器，节点可用此设备与邻居节点进行通信。由于所有Sink节点都配备有无线调制解调器，因此任何一个Sink节点成功接收到数据包，都可以通过无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对Sink节点水声传感器网络关键节点识别方法，其特征在于包括下述步骤：/n第一步：Sink节点作为目的节点，采集网络工作过程中的每次通信路径；/n在网络工作过程中，当每个节点转发数据包时，将自身节点号以及位置信息加入数据包中，最终，目的节点会接收到除了数据以外的数据包通信路径以及每个节点的位置信息；/n第二步：生成网络拓扑图；/n根据第一步得到的通信路径，从而获知网络中任意两个点间是否存在通路；若通路，则将两个节点连接起来，否则不连接，同时根据节点位置信息，计算出每条通路的长度，最终得到网络拓扑图；/n第三步：计算每个节点的度、介数、紧密度、特征向量中心性、脆弱性、使用度特征值；/n...

【技术特征摘要】
1.一种针对Sink节点水声传感器网络关键节点识别方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步：Sink节点作为目的节点，采集网络工作过程中的每次通信路径；
在网络工作过程中，当每个节点转发数据包时，将自身节点号以及位置信息加入数据包中，最终，目的节点会接收到除了数据以外的数据包通信路径以及每个节点的位置信息；
第二步：生成网络拓扑图；
根据第一步得到的通信路径，从而获知网络中任意两个点间是否存在通路；若通路，则将两个节点连接起来，否则不连接，同时根据节点位置信息，计算出每条通路的长度，最终得到网络拓扑图；
第三步：计算每个节点的度、介数、紧密度、特征向量中心性、脆弱性、使用度特征值；
根据第二步得到的拓扑图，由表达式(1)-(6)分别计算每个节点的度D(a)、介数B(a)、紧密度C(i)、特征向量中心性E(a)、脆弱性V(i)、使用度U(a)；
(1)度D(a)的表达式为：



式中
其中a，i为节点va和节点vi的序号，V表示网络中所有节点的集合；
(2)介数B(a)的表达式为：



式中P(i,j)是节点vi和vj之间的最短路径数，P(i,a,j)是节点vi和vj之间经过节点va的最短路径数；
(3)紧密度C(i)的表达式为：



式中dij表示节点vi和vj之间最短路径的长度；
(4)特征向量中心性E(a)的表达式为：



式中λ是一个满足方程Mx＝λx的常数，M为拓扑无向图的邻接矩阵，{x1,x2,...,xi,...,xn}是特征向量；
(5)脆弱性V(i)的表达式为：



式中，是网络的全局效率，Fi是移除节点vi及其所有边后的网络全局效率；
(6)使用度U(a)表达式为：



式中，表示倒数第t次通信中，节点v...

【专利技术属性】
技术研发人员：申晓红，员一帆，王海燕，孙霖，马石磊，李宁，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61