基于选举策略的压缩感知定位算法

作     者：孔楠楠 

作者单位：南京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：颜俊

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 

主      题：无线传感器网络 压缩感知 接收信号强度 安全定位 投票方法 

摘      要：随着无线通信网络技术的不断发展,基于位置的服务越来越受到人们的关注,基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的定位方法因原理简单、成本低,广泛应用于工业领域。但是该类算法易于遭受恶意节点的攻击,导致定位效果不佳。基于上述问题,本文利用压缩感知技术,研究了基于选举策略的压缩感知定位算法。主要研究内容如下:(1)详细阐述了无线传感器网络定位方法。详细描述了压缩感知基本理论,对基追踪(Basic Pursuit,BP)、正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)、匹配追踪(Matching Pursuit,MP)、压缩采样匹配追踪(Compressive Sampling Matching Pursuit,CoSaMP)、子空间追踪(Subspace Pursuit,SP)等几种常见的压缩感知重构算法进行了仿真实验,并且分析了每种算法的重构性能。(2)提出了基于选举策略和OMP重构技术的安全定位算法。首先利用一种稳健算法产生可靠的校验参数估计,然后利用投票策略来提高在异常值存在时的稳健性。仿真结果说明,在恶意节点攻击下,该算法可以实现比其他现有算法更好的定位性能。(3)将正交匹配-子空间追踪(OMP-SP)重构技术用于无线传感器网络定位,提出了基于OMP-SP重构技术的定位算法。在恶意节点攻击的环境下,提出了基于选举策略和OMP-SP重构技术的安全定位算法。仿真结果表明,基于OMP-SP的定位误差要小于基于OMP和基于SP算法的定位误差。在恶意节点攻击环境下,安全定位算法能够克服恶意节点攻击,提高定位精度。