專利名稱：一種測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中干擾源的定位技術(shù)領(lǐng)域，特指一種測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法。
背景技術(shù)：
在無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，如果利用干擾設(shè)備，發(fā)動(dòng)干擾攻擊，則可能對(duì)無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的威脅，比如節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)得不到傳輸，導(dǎo)致信息通道中斷，從而失去監(jiān)控狀態(tài)下對(duì)態(tài)勢(shì)的掌握能力。因此，研究干擾攻擊的防御策略，包括如何避過干擾源、如何定位干擾源、如何在有干擾的情況下繼續(xù)保持通信等課題對(duì)于提高自身安全，保障通信的及時(shí)性和可靠性等都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。掌握與干擾攻擊有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和問題，對(duì)于掌握戰(zhàn)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)、提高通信效率都具有重要的實(shí)際意義和價(jià)值。“干擾源定位”是最直接、最有力的抵抗干擾攻擊的方式。當(dāng)前主要有測(cè)距無關(guān)的干擾源定位技術(shù)和基于測(cè)距的干擾源定位技術(shù)。基于測(cè)距的定位方法主要是測(cè)量節(jié)點(diǎn)各種不同的物理屬性，如信號(hào)強(qiáng)度值(Received Signal Strength, RSS)、到達(dá)時(shí)間差(TimeDifference Of Arrival, TDOA)等,然后根據(jù)這些測(cè)量值估算被定位節(jié)點(diǎn)與參照節(jié)點(diǎn)之間的距離?；?個(gè)或者更多的距離值,依據(jù)多邊測(cè)量(multilateration technique)方法就可以估算出被定位節(jié)點(diǎn)的位置。在基于RSS的定位中，已知發(fā)送節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度值，計(jì)算出信號(hào)的傳播損耗，利用信號(hào)傳播損耗模型將傳輸損耗轉(zhuǎn)化為距離，再利用已有的算法計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的位置?；赗SS定位算法實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單性和低成本，使其在傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位中得到了廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)的基于RSS的定位方法不能用于存在惡意干擾的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這是因?yàn)?，在傳播損耗模型中，節(jié)點(diǎn)之間的距離由RSS值、傳輸功率和路徑損耗參數(shù)等值決定，且呈指數(shù)關(guān)系。不同于一般的傳感器節(jié)點(diǎn)定位，干擾環(huán)境下干擾源不會(huì)同參照節(jié)點(diǎn)協(xié)同合作，因此其傳輸功率和相關(guān)的路徑損耗等參數(shù)無法獲取，故無法將RSS轉(zhuǎn)化為距離值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、定位準(zhǔn)確度高、可節(jié)省能耗和成本、適用范圍廣的測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:—種測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法，其步驟為:(I)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到干擾攻擊；(2)選取參照節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行干擾源位置的估算；(3)被選到的參照節(jié)點(diǎn)記錄接收到的來自干擾源的信號(hào)強(qiáng)度值RSS，并通過網(wǎng)絡(luò)廣播該信息；(4)判斷參照節(jié)點(diǎn)是否線性相關(guān)，若線性相關(guān)，則執(zhí)行步驟(2);若線性無關(guān)，則執(zhí)行步驟(5)；(5)利用線性化方法，將傳輸距離d與接收到的信號(hào)強(qiáng)度值RSS的指數(shù)關(guān)系線性化；(6)根據(jù)線性化后的方程組，結(jié)合多邊測(cè)量定位方法，計(jì)算干擾源的估算位置。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟⑵中，參照節(jié)點(diǎn)需滿足如下條件:(a)位于干擾區(qū)域邊緣；(b)參照節(jié)點(diǎn)數(shù)為k個(gè)且不共圓，其 中4。所述步驟⑶中，通過網(wǎng)絡(luò)廣播的信息為報(bào)文，每條報(bào)文包含了節(jié)點(diǎn)的ID、實(shí)際物理位置信息以及接收到的干擾信號(hào)強(qiáng)度值，接收到報(bào)文的參照節(jié)點(diǎn)之間相互共享RSS值，同時(shí)基于最大剩余能量，在這些參照節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)局部的Leader，用來負(fù)責(zé)干擾源位置的估算。所述步驟(5)中，將信號(hào)強(qiáng)度值與傳輸距離之間的關(guān)系線性化的方法為:定義式
權(quán)利要求
1.一種測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法，其特征在于，步驟為: (1)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到干擾攻擊； (2)選取參照節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行干擾源位置的估算； (3)被選到的參照節(jié)點(diǎn)記錄接收到的來自干擾源的信號(hào)強(qiáng)度值RSS，并通過網(wǎng)絡(luò)廣播該信息； (4)判斷參照節(jié)點(diǎn)是否線性相關(guān)，若線性相關(guān)，則執(zhí)行步驟(2);若線性無關(guān)，則執(zhí)行步驟(5)； (5)利用線性化方法，將傳輸距離d與接收到的信號(hào)強(qiáng)度值RSS的指數(shù)關(guān)系線性化； (6)根據(jù)線性化后的方程組，結(jié)合多邊測(cè)量定位方法，計(jì)算干擾源的估算位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法，其特征在于，所述步驟(2)中，參照節(jié)點(diǎn)需滿足如下條件:(a)位于干擾區(qū)域邊緣；(b)參照節(jié)點(diǎn)數(shù)為k個(gè)且不共圓，其中k≥4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法，其特征在于，所述步驟(3)中，通過網(wǎng)絡(luò)廣播的信息為報(bào)文，每條報(bào)文包含了節(jié)點(diǎn)的ID、實(shí)際物理位置信息以及接收到的干擾信號(hào)強(qiáng)度值，接收到報(bào)文的參照節(jié)點(diǎn)之間相互共享RSS值，同時(shí)基于最大剩余能量，在這些參照節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)局部的Leader，用來負(fù)責(zé)干擾源位置的估算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法，其特征在于，所述步驟(5)中，將信號(hào)強(qiáng)度值與傳輸距離之間的關(guān)系線性化的方法為: 定
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)距參數(shù)可消減的干擾源定位方法，其步驟為(1)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到干擾攻擊；(2)選取參照節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行干擾源位置的估算；(3)被選到的參照節(jié)點(diǎn)記錄接收到的來自干擾源的信號(hào)強(qiáng)度值RSS，并通過網(wǎng)絡(luò)廣播該信息；(4)判斷參照節(jié)點(diǎn)是否線性相關(guān)，若線性相關(guān)，則執(zhí)行步驟(2)；若線性無關(guān)，則執(zhí)行步驟(5)；(5)利用線性化方法，將傳輸距離d與接收到的信號(hào)強(qiáng)度值RSS的指數(shù)關(guān)系線性化；(6)根據(jù)線性化后的方程組，結(jié)合多邊測(cè)量定位方法，計(jì)算干擾源的估算位置。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、定位準(zhǔn)確度高、可節(jié)省能耗和成本、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04W64/00GK103152761SQ201310071268
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者孫言強(qiáng), 蔣句平, 張曉明, 田寶華, 李小芳, 鄭明玲, 李寶峰, 邢建英, 袁遠(yuǎn), 曹躍勝, 胡軍, 胡戈 申請(qǐng)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)