[发明专利]一种基于平方中位数的压缩感知安全定位方法

说明书

技术领域

本发明属于通信定位技术领域，涉及无线通信技术、传感器技术、定位导航技术，特别涉及一种基于平方中位数的压缩感知安全定位方法。

背景技术

近几年来，人们对位置信息的需求与日俱增。在现实生活中，随处可见利用手机，平板电脑，智能手环，智能手表等移动设备来获取个人位置信息的现象，这使得基于位置信息的服务成为产业界关注的热点。目前常见的定位算法主要分为三类：基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)算法，基于到达时间(Time-of-Arrival,TOA)/基于到达时间差(Time-Difference-of-Arrival,TDOA)算法，以及基于到达角度(Angle-of-Arrival,AOA)算法，参见以下技术文献：Golden S A,Bateman S S.Sensor Measurements for Wi-Fi Location with Emphasis on Time--of-Arrival Ranging[J].IEEE Transactions on Mobile Computing,2007,6(10):1185--1198、Shen Y,Win M Z.On the accuracy of localization systems using wideband antenna arrays[J].Communications IEEE Transactions on,2010,58(1):270-280.以及Wu Z,Li C,Ng K Y,et al.Location Estimation via Support Vector Regression[J].IEE-E Transactions on Mobile Computing,2007,6(3):311-321。

其中TOA/TDOA和AOA算法需要比较精确的工具来测量时间和角度，成本较高，很难运用于实际生活中。而基于RSS的算法，实现简单，不需要复杂的设备，低功率，应用成本低，目前广泛应用于无线传感器网络的定位。基于RSS的算法可以分为三类，分别是测距定位算法，指纹定位算法和压缩感知定位算法，分别参见Liu H,Darabi H,Banerjee P,et al.Survey of Wireless Indoor Position-ing Techniques and Systems[J].Sys-tems Man&Cybernetics Part C Applications&Reviews IEEE Transactions on,2007,37(6):1067-1080，Kolodziej K W,Hjelm J.Lo-cal Positioning Systems:LBS Applications and Services[J].Crc Press,2006.和Mao G,Fidan B,Anderson B D O.Wireless sensor network localization techniques[J].Co-mputer Networks,2007,51(10):2529-2553。

目前，大部分算法都假设传感器工作在良好的环境中，并且传感器节点都是可靠的。当存在恶意攻击或者环境十分恶劣以致于某些传感器节点失效时，现有算法都无法完成定位。因此，研究恶意攻击条件下的安全定位问题具有十分重要的应用价值和意义。安全定位技术的目的是在复杂环境甚至存在恶意攻击的条件下，依旧能够获得准确的定位信息。根据各种攻击算法攻击策略的不同，安全定位算法可以分为两大类：攻击检测类算法，通过剔除不可信节点来寻找最大可信节点集合，以实现安全定位；容忍攻击类算法，能够容忍攻击节点的存在，同时将受攻击节点带来的负面影响降到最低。详见M.Jadliw-ala,S.Zhong,S.Upadhyaya,C.Qiao,and J.P.Hubaux,“Secure distance-based locali-zation in the presence of cheating beacon nodes,”IEEE Trans.Mobile Computing,vol.9,no.6,pp.810-823,2010。

发明内容

本发明将压缩感知定位技术和平方中位数思想相结合，提出恶意节点攻击下的基于平方中位数的压缩感知定位方法。

本发明包括如下步骤：

a.将所有待检测的测量值样本随机分成若干个测量值子集；

b.利用压缩感知重构技术估计每个测量值子集所对应的候选目标位置；