基于改進RSSI-LSSVR的WSN三維節(jié)點安全定位研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSN)節(jié)點定位技術(shù)是一種利用少量坐標位置信息已知的錨節(jié)點，來對位置信息未知的節(jié)點進行位置估算的技術(shù)。雖然目前已經(jīng)有不少WSN節(jié)點定位算法，但很多都只考慮了環(huán)境復雜性，而沒考慮網(wǎng)絡安全性，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，都難以滿足實際需求。這就需要研究

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

3、方面來改進。首先，改進RSSI模型信道特征量的選取，以提升RSSI路徑損耗對數(shù)模型的定位效果；其次，改變傳統(tǒng)的對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)閾值的方式對測距結(jié)果進行篩選，從而完成初始測距。隨后，介紹了最小二乘支持向量回歸機（LSSVR）算法，利用LSSVR進行定位坐標建模，可以獲得待定位節(jié)點的坐標定位模型以及待定位節(jié)點到錨節(jié)點之間的距離向量。然后結(jié)合節(jié)點的坐標與距離向量之間的函數(shù)

4、關(guān)系模型，來計算待定位節(jié)點的位置坐標?？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，還能降低計算量和復雜度，因此結(jié)合改進的RSSI算法和LSSVR算法來完成節(jié)點的定位，獲得更準確的未知節(jié)點位置。最后引入女巫（Sybil）攻擊節(jié)點安全定位技術(shù)，分析改進的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)的通過計算具體坐標來檢測女巫節(jié)點，利用接收信號強度的比值來檢測是否有女巫節(jié)點，從而增強該系統(tǒng)