無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法及其安全研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)在軍事、工農(nóng)業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等相關(guān)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，作為基于WSNs的應(yīng)用的基礎(chǔ)，節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是WSNs中極其重要的技術(shù)之一。一方面，精確的位置信息對(duì)于WSNs的應(yīng)用服務(wù)具有非常關(guān)鍵的作用；另一方面，由于傳感器節(jié)點(diǎn)的資源非常有限，包括能量、存儲(chǔ)容量等，而且節(jié)點(diǎn)部署的環(huán)境常常較為惡劣，所以在WSNs的定位過程中，能耗和安全性問題也是不容忽視。本文以經(jīng)典的無需測(cè)距DV-hop定位算法為研究對(duì)象，從定位精度，能

2、耗和安全性三個(gè)方面展開研究，主要貢獻(xiàn)如下：
　　(1)提出了一種基于校正矢量的分布式迭代求精算法(CVLR)。為了解決DV-hop算法中的定位模糊問題，CVLR算法提出利用節(jié)點(diǎn)的一跳或兩跳鄰居節(jié)點(diǎn)信息構(gòu)建位置校正矢量，然后采用搜索算法對(duì)DV-hop定位結(jié)果進(jìn)行迭代求精，最終實(shí)現(xiàn)CVLR1(僅僅利用一跳鄰居節(jié)點(diǎn)信息)和CVLR2(同時(shí)利用一跳和兩跳鄰居節(jié)點(diǎn)信息)兩種算法。實(shí)驗(yàn)表明，CVLR1和CVLR2的定位精度明顯比原始DV-ho

3、p算法高，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，兩種算法的定位精度分別相對(duì)于DV-hop算法提高了41.12％和56.61%。
　　(2)對(duì)DV-hop、CVLR1和CVLR2算法的能耗進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，為了結(jié)合CVLR2的高精度和CVLR1的低能耗，我們提出了基于精度-能耗聯(lián)合優(yōu)化的改進(jìn) CVLR算法（ECVLR）。該算法主要是減少了CVLR2在迭代過程中節(jié)點(diǎn)間互相交換信息的通信開銷，使其在既能同時(shí)利用一跳和兩跳鄰居節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行求精的情況下，又能

4、減少能耗。仿真實(shí)驗(yàn)表明，ECVLR定位精度相對(duì)于CVLR1提高了21.37%，而能耗相對(duì)于CVLR2下降了86.69%，該算法在定位精度和能耗兩者之間做了很好地平衡，是一種具有較高能效性的定位算法。
　　(3)提出了DV-hop定位中普通節(jié)點(diǎn)被俘獲的欺騙攻擊模型，分析了這種欺騙攻擊模型對(duì)DV-hop定位過程的影響，進(jìn)而提出了一種抵御欺騙攻擊的DV-hop安全定位算法。該算法在普通節(jié)點(diǎn)端利用發(fā)送-轉(zhuǎn)發(fā)信息一致性來檢測(cè)惡意節(jié)點(diǎn)，在匯聚