数据域与控制域比值对通信质量和安全强度联合优化算法影响研究

发布时间：2020-09-10 07:37

　　无线网络有许多自身的特性和限制,也由于这些特性和限制,使无线网络面临许多问题。首先是通信方面的问题,例如:1.噪声和干扰等因素造成严重丢包;2.节点竞争访问信道导致大量冲突,可能造成数据丢失和延迟;3.传输距离过长带来延迟严重;4.移动节点变化引起网络服务无法保证;5.无线网络的吞吐量和传输速率都要比有线网络低。其次是安全方面问题,开放性使窃听者可以很容易利用无线通信介质来监听通信。解决安全性,最好办法就是加强加密强度,势必会导致更严重的延迟,造成性能的损耗,加重有限网络资源的负担。因此,无线网络需要同时决定服务质量和安全这两个用户都追求最优但又彼此约束的目标。本文的目标是联合优化服务质量和安全两大目标,做出智能交流决策和安全保护。根据这个目标,本文在通信方面选取了有效信道利用率,在建模时考虑了误码率、延迟和带宽等网络环境因素。在安全方面选取加密强度作为衡量标准。在建立的模型中,对于有效信道利用率指标,数据域占控制域比值越大,会带来更大的收益;对于安全强度指标,数据域占控制域比值越小,会带来更大的收益。因此,以帧长中数据域占控制域比值作为中间桥梁,建立一个综合考虑有效信道利用率和加密强度两方面的目标收益函数。这样可以理论地求出数据域占控制域比值对效益函数的影响。本文做了大量的数值实验找到不同的网络环境和最优利用率直接的相关性。结果在不同的网络环境下,出人意料地出现了一个近似的固定点。该常数(数据域占控制域比率)可以作为不可见的网络世界的黄金分割比,就好像众所周知的感知世界黄金分割比概念一样。这样的结果同时也表明本文提出的模型可以做到仅仅通过控制比值(数据域与控制域),来达到求解最优有效信道利用率和加密消耗这样的目的,也可以促进新的自适应协议的设计。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN92
【部分图文】：

无线网络,接入设备

多通过无线信道彼此自由通信的移动节点[2]。我们知道电缆价格高昂，引入无线网络就可以替代电缆引入商业设施、家庭和电信网络，降低高昂的成本，为生活提供了方便[3]。在人们的生活中，无线网络应用无处不在，例如无线局域网、手机网络和卫星通信网络等，详情见图 1.1[4]。

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