无线通信网拓扑鲁棒性分析方法的研究

摘要

近些年来,随着通信网络的大量应用,网络入侵的方式也随之变化。通信网络在运行中经常会因为自然界中随机发生的错误或者受到外界人为的破坏等导致节点不能正常工作。特别当网络遭到外界人为的破坏时,很多节点会成为失败节点。由于这些失败节点的存在,网络拓扑经常会被分割开来,进而会在很大程度上降低网络的覆盖度,最终会使网络性能下降甚至使网络功能完全丧失,即网络失败。网络拓扑结构对外界破坏或干扰的抵抗能力,即拓扑结构鲁棒性,已受到复杂网络研究工作者越来越多的关注。
　　 本文对当前拓扑结构鲁棒性研究的现状进行了总结,从网络抵御破坏的能力以及受到破坏后恢复能力两方面研究无线通信网络拓扑的鲁棒性。认为研究网络拓扑鲁棒性必须得解决以下三个基本问题:网络拓扑结构“容忍”节点失败的确切定义是什么;评价网络拓扑结构鲁棒性的测量指标应是什么,以及如何评价网络拓扑结构鲁棒性的好与坏。基于网络连通和恢复能力将鲁棒性分为连接鲁棒性和恢复鲁棒性,根据随机故障和恶意攻击两种网络失败类型将连接鲁棒性分为随机故障鲁棒性和恶意攻击鲁棒性,将恢复鲁棒性分为随机故障节点恢复鲁棒性、随机故障边恢复鲁棒性、恶意攻击节点恢复鲁棒性和恶意攻击边恢复鲁棒性,并给出了这六个测度指标的确切定义。然后利用这六个测度指标分析了伯努利节点网络模型的拓扑鲁棒性,得出不同情形下拓扑结构与这六个测度指标的关系,分析结果表明:伯努利节点网络模型平面拓扑结构的恶意攻击鲁棒性要优于层次拓扑结构,而其随机故障鲁棒性要劣于层次拓扑结构;平面拓扑结构的边恢复鲁棒性要优于层次拓扑结构,而其节点恢复鲁棒性要劣于层次拓扑结构。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论及背景综述

1.1 绪论

1.2 背景综述

1.2.1 网络拓扑鲁棒性研究的起源

1.2.2 复杂网络基本概念和模型

1.2.3 结构鲁棒性指标定义

1.2.4 分层拓扑结构

1.2.5 容错拓扑

1.2.6 结构鲁棒性研究现状

1.2.7 选题意义

1.2.8 论文的主要研究工作

1.2.9 本文的内容安排

第2章 无线通信网的鲁棒性分析

2.1 概述

2.2 网络模型及相关定义

2.3 网络鲁棒性基本概念

2.3.1 连接鲁棒性及节点失败容忍

2.3.2 恢复鲁棒性

第3章 无线通信网节点失效情况分析

3.1 影响连接鲁棒性的节点失效情况分析

3.2 影响节点恢复鲁棒性的节点失效情况分析

3.3 影响边恢复鲁棒性的节点失效情况分析

第4章 伯努利节点网络模型拓扑鲁棒性分析与讨论

4.1 伯努利节点网络模型的连接鲁棒性分析

4.2 伯努利节点网络模型的恢复鲁棒性分析

4.3 相关工作比较

4.4 本章小结

4.5 网络配置应用

第5章 结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文