[發(fā)明專利]一種對抗可疑數(shù)據(jù)的分布式目標位置估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710146768.3
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107027172B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳惠芳;謝磊;沈叢麒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 葉志堅<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種對抗可疑數(shù)據(jù)的分布式目標位置估計方法，其特征在于該方法的具體步驟是：

步驟一、傳感器感知目標信號，將感知到的目標信號做量化處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給融合中心；具體過程如下：

(1)傳感器感知目標信號得到本地感知信號：

在一個部署N個傳感器的網(wǎng)絡中，第i個傳感器感知到的目標信號s_i為s_i＝a_i+n_i，i＝1,2,...,N，i為傳感器序號；其中，n_i是第i個傳感器的本地觀察噪聲，該噪聲通常假設為加性高斯白噪聲，服從均值為0，方差為σ²的正態(tài)分布，σ為實數(shù)常數(shù)；a_i為無噪聲時第i個傳感器接收到的目標信號幅度；假設目標信號幅度服從各向同性功率衰減模型，則其中，P₀與目標距離為d₀處測得的功率，κ是路徑損耗因子，d_i是第i個傳感器與目標之間的距離；在二維空間內，設第i個傳感器的坐標為[x_i,y_i]，目標的坐標為[x_j,y_j]，d_i＝[(x_i-x_j)²+(y_i-y_j)²]^1/2；

(2)傳感器量化本地感知信號得到量化測量數(shù)據(jù)：

第i個傳感器需要根據(jù)量化門限η＝[η₀＝-∞,η₁,...,η_M＝+∞]將本地感知信號s_i映射為量化符號m，即

u_i＝Ψ(s_i)＝m,如果η_m＜s_i≤η_m+1，m＝0,1,...,M-1，i＝1,2,...,N；

其中，Ψ(·)表示量化處理，u_i表示量化測量數(shù)據(jù)，M是u_i的量化等級數(shù)，η_m和η_m+1分別表示量化符號m所在量化區(qū)間的上下邊界；

(3)傳感器發(fā)送量化測量數(shù)據(jù)給融合中心：

v_i是第i個傳感器向融合中心匯報的數(shù)據(jù)，如果第i個傳感器的量化測量數(shù)據(jù)沒有受到惡意篡改，則v_i＝u_i；否則v_i≠u_i；

步驟二、融合中心接收來自網(wǎng)絡中的N個傳感器的一次測量匯報數(shù)據(jù)：

融合中心收到的所有數(shù)據(jù)表示為向量w，w＝[w₁,w₂,...,w_N]；w_i為融合中心收到的來自第i個傳感器的匯報數(shù)據(jù)；如傳感器與融合中心間的傳輸信道未發(fā)生傳輸差錯，則w_i＝v_i；如傳感器與融合中心間的傳輸信道發(fā)生傳輸差錯，則w_i≠v_i；

步驟三、融合中心迭代地估算目標位置與剔除可疑數(shù)據(jù)，最后得到目標位置估計結果；具體是：

a.融合中心估算目標的位置：

設為第t輪迭代時融合中心估算目標位置所使用的數(shù)據(jù)對應的傳感器序號的集合，為第t輪迭代時融合中心估計的目標位置，t＝1,2,…；

在第t輪迭代時，融合中心利用接收到的來自集合中傳感器匯報數(shù)據(jù)，采用最大似然估計器估計目標位置為：

其中，δ(·)是沖激函數(shù)，P(w_i＝m|θ)是w_i滿足的條件分布；

P(w_i＝m|θ)＝Q((η_m-a_i)/σ)-Q((η_m+1-a_i)/σ)；

其中，若θ＝[x_k,y_k]，則

當t＝1時，集合包含所有被融合中心接收到數(shù)據(jù)的傳感器，即

b.融合中心利用目標位置估計結果剔除部分可疑數(shù)據(jù)：

在t輪迭代時，融合中心由估算得到的目標位置計算屬于集合的傳感器的量化標稱值即其中，為第i個傳感器在第t輪迭代后的目標信號幅度的標稱值為第i個傳感器與目標之間的距離在第t輪迭代后的標稱值，

當時，融合中心判斷來自第i個傳感器的數(shù)據(jù)是可疑的，從而把第i個傳感器從集合中刪除，即

對集合中的所有傳感器做上述判斷，集合更新為用于下一輪迭代中估算目標位置；

假設第t輪迭代沒有傳感器從中刪除，則融合中心結束目標位置的估計過程，且為融合中心最終估計的目標位置；否則，返回執(zhí)行步驟三的a和b。