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2 嵌入式通信网络系统的抗毁性设计
2.1 抗毁性网络模型设计
将通信网络的各子网、路由交换设备、调度模块等用点集V描述， 两点间塑造链路的开销用边集E描述，进而塑造通信网络的成本开销网络G（V，E）。嵌入式通信网络的抗毁性设计，需要满足抗毁性指标所设定的条件，并且确保网络设计成本的最低化。其中的抗毁性指标要求为：
（1） 网络连通度不低于2，可确保网络在任意单条链路中断时可顺利通信；
（2） 任意两个节点最小跳数小于K，确保两点间最小跳数链路遭遇破坏情况下，用户对时延的增加不关心，而对信息的顺利传递感兴趣。
在满足条件的前提下，构造的抗毁性网络模型为：
[minW=i=1N-1j=i+1Nxijwij s.t. k≥2；（i，j）∈EDij≤K] （1）
式中：[wij]表示节点间塑造链路的成本消耗矩阵W中的元素，用于描述节点[vi]，[vj]的成本开销；N用于描述节点的数量；[k]表示节点连通度；[Dij]用于描述节点[vi]同[vj]最短路径的跳数；[xij]表示设计的网络拓扑结构的邻接矩阵X的元素，满足：
[xij=1， 若vi与vj直连0， 若vi与vj不直连] （2）
2.2 嵌入式通信网络的自愈模型
在2.1节中抗毁性网络模型建立的基础上，进行嵌入式通信网络的自愈模型的构建。嵌入式通信网络的自愈模型采用集中式控制方法，包括通信网络控制模块、网络监控模块、以及可及时反馈网络面临干扰的抗干扰方案智能化专家模块，如图5所示。
以下对自愈模型的三大关键进行详述：
（1） 通信网络控制模块：塑造综合调控系统，采用方案自主产生技术，实现网络的智能化调控。
（2） 网络监控模块由网络监测、干扰辨识、信息融合和网络调度组成，用于监测嵌入式通信网络的环境参数以及干扰数据，将干扰数据反馈给干扰辨识模块、非干扰数据反馈给信息融合模块；干扰辨识模块分析监测模块反馈的干扰数据，生成干扰结果，并传送到信息融合模块；信息融合模块分析监测数据和干扰结果，提出抗干扰解决方案，再将该方案反馈给专家模块；网络调度模块基于专家模块生成的抗干扰方案结果，对嵌入式通信网络进行调控，并生成网络调整结果。抗干扰方案支持专家模块用于分析系统反馈的监测信息以及干扰信息，采用网络抗毁模型对信息进行分析，获取最佳的网络抗干扰方案。
3 仿真实验结果分析
为了检测所设计网络的抗毁性能，采用仿真工具GloMoSim 2.03对本文方法和优先备用路由方法进行仿真检测。模拟的嵌入式通信网络选用MEU流，各MEU流中存在512 B。随机选择6对节点（其中包含一个源节点和一个目标节点），源节点向目标节点发送MEU流，并且设置存在4个恶意节点。
3.1 嵌入式通信网络系统的运行性能评价
嵌入式通信网络系统的运行性能评价实验通过FTP将可执行文件传送到本文设计的嵌入式网络通信系统硬件平台上，对各文件进行10次传送，对嵌入式通信网络系统的运行性能进行评价，结果如表1所示。
表1 检测结果
由表1可知，本文系统运行平稳，未出现数据丢失问题，最高传送速度可达702.4 KB/s，能够满足嵌入式通信要求。
3.2 不同方法下网络吞吐量与时延的比对
实验对存在恶意节点攻击的通信网络，分别采用本文方法和优先备用路由方法进行抗毁性分析，两种方法下的通信网络吞吐量和平均端到端时延情况见图6、图7。
由图6、图7可知，本文方法下的嵌入式通信网络在受到攻击后，采用抗毁性防备具有较高的吞吐量和较低的时延，说明本文设计的嵌入式通信网络的抗毁性是有效的。而优先备用路由方法下的通信网络，无法避开恶意节点，使得恶意节点随意过滤数据包，网络通信中断，数据平均端到端时延高，系统开销增加。
4 结 论
本文构建整个嵌入式通信网络系统。依据嵌入式通信网络抗毁指标以及成本的最小化目标，设计网络抗毁性模型。在此基础上构造嵌入式通信网络的自愈模型，增强遭受攻击后网络的自愈能力，提高网络抗毁性能。仿真实验结果表明，所设计系统具有较高的抗毁性，系统的吞吐量和平均时延性能较高。
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