基于改進(jìn)RSSI-LSSVR的WSN三維節(jié)點(diǎn)安全定位研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是一種利用少量坐標(biāo)位置信息已知的錨節(jié)點(diǎn)，來對(duì)位置信息未知的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置估算的技術(shù)。雖然目前已經(jīng)有不少WSN節(jié)點(diǎn)定位算法，但很多都只考慮了環(huán)境復(fù)雜性，而沒考慮網(wǎng)絡(luò)安全性，但其部署在開放的、無人值守的環(huán)境中，不法分子可能攻擊定位系統(tǒng)竊取或偽造監(jiān)測數(shù)據(jù)，這讓定位安全性面臨巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)定位算法無論是定位精確度，還是定位安全性，都難以滿足實(shí)際需求。這就需要研究

2、一種安全性更高精確性更強(qiáng)以及功耗更低的WSN三維節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)。
　　本文首先闡釋了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論以及國內(nèi)外節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀，然后介紹了一些典型的定位算法。經(jīng)過對(duì)各典型定位算法及網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行研究，著重對(duì)基于接收信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）算法、最小二乘支持向量回歸機(jī)（LSSVR）算法和Sybil攻擊安全定位技術(shù)進(jìn)行研究。因定位環(huán)境復(fù)雜多變，基于RSSI定位技術(shù)目前尚無精確的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)傳統(tǒng)RSSI路徑損耗模型的不足，通過以下幾

3、方面來改進(jìn)。首先，改進(jìn)RSSI模型信道特征量的選取，以提升RSSI路徑損耗對(duì)數(shù)模型的定位效果；其次，改變傳統(tǒng)的對(duì)RSSI測距結(jié)果求均值的做法，將多次采樣的RSSI值通過取中位數(shù)然后加權(quán)處理，并通過設(shè)閾值的方式對(duì)測距結(jié)果進(jìn)行篩選，從而完成初始測距。隨后，介紹了最小二乘支持向量回歸機(jī)（LSSVR）算法，利用LSSVR進(jìn)行定位坐標(biāo)建模，可以獲得待定位節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)定位模型以及待定位節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)之間的距離向量。然后結(jié)合節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)與距離向量之間的函數(shù)

4、關(guān)系模型，來計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)?？紤]到RSSI測距技術(shù)受環(huán)境噪聲影響比較大，而LSSVR具有減噪功能，還能降低計(jì)算量和復(fù)雜度，因此結(jié)合改進(jìn)的RSSI算法和LSSVR算法來完成節(jié)點(diǎn)的定位，獲得更準(zhǔn)確的未知節(jié)點(diǎn)位置。最后引入女巫（Sybil）攻擊節(jié)點(diǎn)安全定位技術(shù)，分析改進(jìn)的RSSI-LSSVR在定位過程中遇到的安全性問題特別是女巫攻擊，改變傳統(tǒng)的通過計(jì)算具體坐標(biāo)來檢測女巫節(jié)點(diǎn)，利用接收信號(hào)強(qiáng)度的比值來檢測是否有女巫節(jié)點(diǎn)，從而增強(qiáng)該系統(tǒng)