无线传感器网络移动干扰源位置预测

摘要

无线通信具有广播性、开放性与动态脆弱性等特征，使得无线传感器节点之间通信容易受到干扰以及噪声的影响。攻击者可以通过部署干扰源发出干扰射频实现破坏网络正常通信的目的。获知干扰源的位置信息、清除干扰攻击的影响是保证网络安全运行的关键。
　　针对干扰源定位问题，本文提出了利用边界节点接收干扰信号强度的差异对预估干扰区域进行补偿的干扰源定位方法，利用无线通信路径衰减模型结合干扰攻击场景求解补偿距离，能够实现对干扰源准确的定位，并具有较强的稳定性。针对移动干扰源问题，应用运动二项式和灰色模型建模，根据干扰源位置信息建立预测模型，实现了对移动干扰源位置的预测。具体包括以下内容:
　　(1)对传感器网络以及干扰攻击相关概念研究进行分析总结，提出利用边界节点干扰强度进行距离补偿的干扰源定位算法，通过对干扰区域的补偿覆盖实现了对干扰源的准确定位。进行仿真，验证传感器节点个数、干扰源分布区域以及传感器网络节点通讯半径变化对于扰源定位产生的影响。仿真结果表明:算法在不同网络参数下能够以较高的稳定性实现良好的定位准确度，对网络场景变化具有较好的适应性。
　　(2)考虑移动干扰源问题，针对当前干扰攻击防御方法无法对移动干扰进行有效防御引入位置预测方法，采用运动二项式和灰色模型进行移动干扰源位置预测建模，结合定位算法进行仿真分析，通过定位信息记录实现对移动干扰源下一时刻位置信息的预测。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 无线传感器网络概述

1．1．1 无线传感器网络特点

1．1．2 无线传感器网络的应用领域

1．2 国内外研究现状

1．2．1 干扰源定位

1．2．2 干扰攻击防御机制

1．3 本论文主要研究内容

1．4 论文组织结构

第二章 预备知识

2．1 干扰攻击模型

2．1．1 基本干扰模型

2．1．2 智能干扰模型

2．2 干扰攻击检测

2．2．1 底层检测

2．2．2 贪婪行为检测

2．2．3 无线入侵检测

2．2．4 面向按需干扰的检测

2．3 本章小结

第三章 基于距离补偿的干扰源定位

3．1 引言

3．2 系统模型

3．2．1 网络模型

3．2．2 干扰攻击模型

3．3 干扰源定位问题分析

3．3．1 定位边界节点位置

3．3．2 干扰信号强度补偿的分析

3．3．3 干扰源定位算法描述

3．3．4 算法复杂度分析

3．4 基于距离补偿的干扰源定位机制性能分析

3．4．1 节点密度对定位影响

3．4．2 干扰区域位置对定位的影响

3．4．3 干扰半径对定位的影响

3．4．4 干扰源移动情况下算法适用性

3．5 本章小结

第四章 移动干扰源位置预测

4．1 引言

4．2 基于二次多项式运动建模的移动干扰源位置预测

4．2．1 二次多项式运动建模简介

4．2．2 二次多项式运动建模的移动干扰源位置预测

4．3 基于灰色预测的移动干扰源位置预测

4．3．1 灰色预测模型简介

4．3．2 灰色预测建模的移动干扰源位置预测

4．4 移动干扰源位置预测仿真分析

4．4．1 干扰源直线运动预测

4．4．2 干扰源曲线运动预测

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢