[发明专利]一种基于加噪机制的单锚定位隐私保护方法

说明书

本发明公开一种基于加噪机制的单锚定位隐私保护方法，包括：目标节点发布定位任务，并将定位子任务分别发送给参与定位的不同锚节点；各锚节点对目标节点进行距离和角度测量，根据测量的距离信息和角度信息计算目标节点的估计位置；所有参与定位的锚节点合作产生一组零和噪声；锚节点在估计位置中加入各自的噪声项以更新目标节点的估计位置，从而隐藏锚节点测得的估计位置，并将更新后的定位结果发送给目标节点；目标节点根据接收到的各锚节点发回的各定位子任务的定位结果得到最终定位结果。本发明解决了在多个锚节点进行单锚节点定位过程中存在的隐私泄露问题，在保护节点隐私信息的同时，既能够保证较少的时间开销，也能够实现精确的定位结果。

技术领域

本发明属于物联网定位中的隐私保护技术领域，尤其涉及一种基于加噪机制的单锚定位隐私保护方法。

背景技术

随着5G无线通信技术的普及，智能家居、可穿戴设备和智能城市(包括智能监控和自动化交通)已经成为社会生活的重要组成部分。为了提供智能化服务，智能设备需要提供准确的位置信息，同时，大规模MIMO与mmWave通信技术能够确保距离和角度测量信息的准确性，因此，在物联网中实现精确定位引起了广泛的关注。

Wang et al.在2019年的《2019IEEE International Conference onCommunications》发表了一篇名为“Modeling and Analyzing Single AnchorLocalization for Internet of Things”的文章，基于多天线技术的单个访问接入点或基站能够同时获取目标节点的距离与角度信息，提出了一种单锚节点定位模型，与传统的三边或多边定位方法相比极大地降低了系统代价与开销。然而基于单锚节点定位的精确分布式定位算法依靠连接大量地接入点来提高定位精度，这就极大的增加了隐私泄露的风险。因此，定位过程中的隐私保护问题需要进行深入研究。

隐私保护方法分为三类，加密法，差分隐私法和信息隐藏法。加密法隐私保护强度高，但是计算复杂；差分隐私法通过在位置中加入结构化噪声实现隐私保护，这种方法计算高效，但是可能降低定位精度；信息隐藏法也采用加噪机制来保护隐私，但加入的噪声全部被抵消，对定位精度没有影响。

发明内容

本发明针对现有隐私保护方法存在的计算复杂、定位精度差的问题，提出一种基于加噪机制的单锚定位隐私保护方法，该方法不仅能够精确定位目标节点的位置，还能够保护参与定位节点的位置隐私信息。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于加噪机制的单锚定位隐私保护方法，包括：

步骤1：目标节点发布定位任务，并将定位子任务分别发送给参与定位的不同锚节点；

步骤2：各锚节点对目标节点进行距离和角度测量，根据测量的距离信息和角度信息计算目标节点的估计位置；

步骤3：所有参与定位的锚节点合作产生一组零和噪声；

步骤4：锚节点在估计位置中加入各自的噪声项以更新目标节点的估计位置，并将更新后的定位结果发送给目标节点；

步骤5：目标节点根据接收到的各个锚节点发回的各定位子任务的定位结果得到最终定位结果。

进一步地，所述目标节点与锚节点均为部署了大规模天线阵列并且支持高带宽的设备。

进一步地，所述步骤2包括：

步骤2-1：锚节点i通过高带宽技术测量与目标节点0间的距离信息d_i，通过多天线技术测量与目标节点0间的角度信息αi，其中α_i表示边(i，0)与水平方向的角度，(i，0)表示锚节点i与目标节点0之间的边，1≤i≤m，m为参与定位的锚节点个数；