[发明专利]一种测距参数可消减的干扰源定位方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到网络监控中干扰源的定位技术领域，特指一种测距参数可消减的干扰源定位方法。

背景技术

在无线监控网络中，如果利用干扰设备，发动干扰攻击，则可能对无线监控网络造成严重的威胁，比如节点间数据得不到传输，导致信息通道中断，从而失去监控状态下对态势的掌握能力。因此，研究干扰攻击的防御策略，包括如何避过干扰源、如何定位干扰源、如何在有干扰的情况下继续保持通信等课题对于提高自身安全，保障通信的及时性和可靠性等都具有重要的现实意义。掌握与干扰攻击有关的关键技术和问题，对于掌握战争主动权、提高通信效率都具有重要的实际意义和价值。

“干扰源定位”是最直接、最有力的抵抗干扰攻击的方式。当前主要有测距无关的干扰源定位技术和基于测距的干扰源定位技术。基于测距的定位方法主要是测量节点各种不同的物理属性，如信号强度值(Received Signal Strength，RSS)、到达时间差(Time Difference Of Arrival，TDOA)等，然后根据这些测量值估算被定位节点与参照节点之间的距离。基于3个或者更多的距离值，依据多边测量(multilateration technique)方法就可以估算出被定位节点的位置。在基于RSS的定位中，已知发送节点的信号强度，接收节点根据收到的信号强度值，计算出信号的传播损耗，利用信号传播损耗模型将传输损耗转化为距离，再利用已有的算法计算出节点的位置。

基于RSS定位算法实现的简单性和低成本，使其在传感器监控网络节点定位中得到了广泛应用。但传统的基于RSS的定位方法不能用于存在恶意干扰的网络环境。这是因为，在传播损耗模型中，节点之间的距离由RSS值、传输功率和路径损耗参数等值决定，且呈指数关系。不同于一般的传感器节点定位，干扰环境下干扰源不会同参照节点协同合作，因此其传输功率和相关的路径损耗等参数无法获取，故无法将RSS转化为距离值。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作简便、定位准确度高、可节省能耗和成本、适用范围广的测距参数可消减的干扰源定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种测距参数可消减的干扰源定位方法，其步骤为：

(1)监控网络检测到干扰攻击；

(2)选取参照节点，进行干扰源位置的估算；

(3)被选到的参照节点记录接收到的来自干扰源的信号强度值RSS，并通过网络广播该信息；

(4)判断参照节点是否线性相关，若线性相关，则执行步骤(2)；若线性无关，则执行步骤(5)；

(5)利用线性化方法，将传输距离d与接收到的信号强度值RSS的指数关系线性化；

(6)根据线性化后的方程组，结合多边测量定位方法，计算干扰源的估算位置。

作为本发明的进一步改进：

所述步骤(2)中，参照节点需满足如下条件：(a)位于干扰区域边缘；(b)参照节点数为k个且不共圆，其中k≥4。

所述步骤(3)中，通过网络广播的信息为报文，每条报文包含了节点的ID、实际物理位置信息以及接收到的干扰信号强度值，接收到报文的参照节点之间相互共享RSS值，同时基于最大剩余能量，在这些参照节点中选择一个局部的Leader，用来负责干扰源位置的估算。

所述步骤(5)中，将信号强度值与传输距离之间的关系线性化的方法为：

定义为干扰源(x₀，y₀)与参照节点(x_i，y_i)之间的距离，根据信号传播的shadowing模型，传输距离与信号强度之间的关系为：令x＝(-r_i+PL_R)/5λ，则可以得到定义线性化参数ω₀和ω₁，将该指数关系线性化，即其中ω₀和ω₁两个参数的大小由RSS测量值r_i，测距参数PL_R和路径损耗参数λ共同决定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：