無線傳感器網(wǎng)絡定位算法及其安全研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSNs)在軍事、工農(nóng)業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等相關(guān)領域有著廣闊的應用前景，作為基于WSNs的應用的基礎，節(jié)點定位技術(shù)是WSNs中極其重要的技術(shù)之一。一方面，精確的位置信息對于WSNs的應用服務具有非常關(guān)鍵的作用；另一方面，由于傳感器節(jié)點的資源非常有限，包括能量、存儲容量等，而且節(jié)點部署的環(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)典的無需測距DV-hop定位算法為研究對象，從定位精度，能

2、耗和安全性三個方面展開研究，主要貢獻如下：
　　(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)點的一跳或兩跳鄰居節(jié)點信息構(gòu)建位置校正矢量，然后采用搜索算法對DV-hop定位結(jié)果進行迭代求精，最終實現(xiàn)CVLR1(僅僅利用一跳鄰居節(jié)點信息)和CVLR2(同時利用一跳和兩跳鄰居節(jié)點信息)兩種算法。實驗表明，CVLR1和CVLR2的定位精度明顯比原始DV-ho

3、p算法高，從實驗數(shù)據(jù)看，兩種算法的定位精度分別相對于DV-hop算法提高了41.12％和56.61%。
　　(2)對DV-hop、CVLR1和CVLR2算法的能耗進行了分析，在此基礎上，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 CVLR算法（ECVLR）。該算法主要是減少了CVLR2在迭代過程中節(jié)點間互相交換信息的通信開銷，使其在既能同時利用一跳和兩跳鄰居節(jié)點信息進行求精的情況下，又能

4、減少能耗。仿真實驗表明，ECVLR定位精度相對于CVLR1提高了21.37%，而能耗相對于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)點被俘獲的欺騙攻擊模型，分析了這種欺騙攻擊模型對DV-hop定位過程的影響，進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)點端利用發(fā)送-轉(zhuǎn)發(fā)信息一致性來檢測惡意節(jié)點，在匯聚