[发明专利]面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法有效

专利信息
申请号: 201711411826.7 申请日: 2017-12-23
公开(公告)号: CN109962889B 公开(公告)日: 2020-08-18
发明(设计)人: 张国梅;孙浩;李国兵;吕刚明 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: H04L29/06 分类号: H04L29/06;H04L5/00;H04L27/38
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 徐文权
地址: 710049 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 面向 能量 受限 wsn 基于 星座图 旋转 安全 分布式 检测 方法
【说明书】:

发明公开了一种面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法,包括:1)将若干传感器分布于本地物理系统附近对本地状态进行分布式检测;2)得各传感器的贝叶斯检测结果LD,将各传感器的贝叶斯检测结果LD与四个本地检测门限进行对比,量化得2比特量化值{bk0bk1};3)将得到的2比特量化值{bk0bk1}采用QPSK调制方式送至AFC中,AFC接收各传感器发送过来的2比特量化值{bk0bk1},然后向各传感器广播发送已知的导频信号,各传感器接收AFC广播发送过来的导频信号,然后根据接收到的导频信号估计主信道的幅度及相位再将待发送信号进行相位补偿,随后发送相位补偿后的信号;4)AFC接收各传感器发送过来的信号,该方法的安全性较好,并且AFC的性能较好。

技术领域

本发明涉及属于物联网(IoT)中无线传感器网络(WSN)的物理层安全领域,涉及一种面向能量受限的WSN中基于星座图旋转的安全分布式检测方法。

背景技术

物联网(IoT)是将射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。IoT系统中将融合如识别和跟踪技术,有线和无线传感器网络(WSN)等各种通信技术和系统。WSN作为一种分布式传感器网络,其应用范围涉及商业、工业、政府、军事等领域。无线传感器网络包含大量的传感器和数据融合中心(FC),每个节点通过无线网络与其他节点进行通信。由于无线传感器网络本身存在有限的计算能力、有限的存储容量、有限的通信带宽、严格的能量约束等局限性。因此分布式检测和数据融合在无线传感器网络感知环境并做出了决策的过程中发挥着重要作用。

分布式检测中,一组传感器可以独立感知特定的环境信息,对信息进行简单处理。然后通过无线信道将判决结果发送给FC,最后对大量数据融合进行FC判决,以获得关于环境的准确信息。在分布式检测中,每个FC都具有数据融合的能力,同时可以按照预先设定的融合准则对传感器反馈信息进行融合并做出判决,最终得到目标状态的准确判断。

由于分布式检测中各节点有限的计算能力和开放的通信方式。分布式检测存在很多安全问题,其中一个是被动窃听。窃听的场景是,合法融合中心(AFC)的附近存在若干窃听融合中心(EFC),因为传感器到AFC是通过无线广播的方式进行通信,所以EFC可以窃听接收到传感器对AFC发送的信息。EFC对窃听得到的数据信息拥有与AFC相似的数据分析、计算及独立做出决策的能力。

分布式检测中二进制分布式检测是主流研究方向:多传感器共同检测一个二元状态量、二进制分布式检测具有相对开放的系统环境、即使一个或多个传感器受到攻击或自然损坏也不影响系统的正常检测,决策,具有很强的应用扩展性。现阶段研究多是集中在将分布式检测信号感知、感知状态量化、量化信号加密,加密信号无线传输等不同阶段的安全技术加以协调利用,同时为满足系统能量的约束,分布式检测量化值多为1比特信息。

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