无线传感器网络基于统计方法的鲁棒定位研究

论文摘要

无线传感器网络(简称传感网)很多应用都依赖于节点的位置信息,所以节点定位技术是传感器网络领域中一种非常重要的基础技术。然而传感网一般部署在恶劣的环境中,节点易受到各种针对定位的攻击,从而导致了定位失效。定位一旦失效会带来一系列严重后果,例如整个传感网瘫痪或者监测得到的数据失效等等。因此,无线传感器网络中的鲁棒定位研究是一项极具挑战和并有广泛应用前景的课题。目前已知的安全定位机制能够在不同程度上解决定位的安全问题,但是依旧存在一些不足：对攻击抵抗性差,若参与定位攻击的恶意信标节点占全部节点的比率越高,引起的定位误差越大；对于参与攻击的恶意信标节点占全部节点的比率大于一定比例,算法则完全失效。针对上述问题,本文研究在怎样的条件下能够存在安全定位算法并给出安全定位的误差范围；并提出一个自适应的最小二乘法和最小中值平方法估算切换,既有最小二乘法在攻击存在时的计算优势又兼具切换到鲁棒模式的计算优势。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 WSN概述
• 1.1.1 WSN概念
• 1.1.2 传感器节点
• 1.1.3 WSN的体系结构
• 1.1.4 WSN特点
• 1.2 WSN仿真平台
• 1.2.1 MATLAB
• 1.2.2 NS-2
• 1.2.3 OPNET
• 1.2.4 OMNET++
• 1.2.5 TinyOS
• 1.3 本文的主要工作和内容安排
• 2 WSN节点安全定位
• 2.1 概述
• 2.2 WSN节点定位系统
• 2.2.1 基于测距的定位方法
• 2.2.2 无需测距的定位方法
• 2.3 节点定位系统的安全问题
• 2.3.1 定位攻击的分析
• 2.3.2 节点定位系统的安全需求
• 2.4 节点安全定位研究总结
• 2.5 节点安全定位研究展望
• 3 WSN节点安全定位算法的基本问题
• 3.1 WSN网络模型
• 3.2 安全算法存在的条件
• 3.3 安全算法定义和误差分析
• 3.3.1 安全定位的算法类
• 3.3.2 误差边界分析
• 3.4 本章小结
• 4 具有鲁棒性的WSN节点安全定位算法设计
• 4.1 系统模型与相关假设
• 4.2 最小二乘法Least Square（LS）
• 4.3 最小中值平方法Least Median of Squares（LMS）
• 4.4 鲁棒的LMS定位
• 4.5 仿真比较LS和LMS
• 4.6 鲁棒的LS-LMS切换定位算法
• 4.7 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 在读期间的研究成果