一种源位置隐私保护协议中节点发射功率自适应控制方法

摘要

无线传感器网络(WSN)中的位置隐私保护旨在保护网络中节点位置的隐私安全，避免攻击者在获取了节点位置信息后对监测对象的安全造成威胁。考虑到传感器节点相当有限的能量储备，本发明提出一种源节点位置隐私保护协议中动态改变节点发射半径的控制方法，在路由过程中，节点根据自已的邻居节点个数、剩余能量以及到基站的距离自适应动态调节发送距离，打破以往的传输距离为一跳的数据包转发方式。该方法可以在提供安全保护的同时，有效利用网络中的剩余能量，实现网络寿命与能耗的均衡。

主权项

一种源位置隐私保护协议中节点发射功率自适应控制方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：(1)将传感器网络以基站B为中心，划分为宽为r的m个层次，其中第一层为热区，其它层为非热区，记每一层为c_i，i为正整数且i≤m；(2)计算热区节点死亡前网络还能发送的数据轮数T_L，T_L满足其中N_H表示热区内节点总数目，E_sk表示热区节点k的剩余能量，且k＝1,2,…,N_H，l表示节点在距离d上发送的数据量，单位为bit，E_elec表示接收/发射电路中接收/发射每比特信号所消耗的能量，ε_fs为各节点的发射放大电路在单位面积内传播每比特信号所消耗的能量；(3)计算在T_L－1轮数据发送过程中各层承担的能量消耗E_ci，其中N_NH表示非热区内节点总数目，N_rec表示c_i层接收的数据量,N_tr表示c_i层需要发送的数据量，变量j表示数据量的累加量，E_rec表示各节点的接收电路消耗的能量，E_tr表示各节点的发射电路消耗的能量，且E_rec(k)＝l·E_elec，$E_{tr}(l,d)=\{\begin{array}{cc}l·E_{elec}+l·{ϵ}_{fs}·d^2,& d<d_0\\ l·E_{elec}+l·{ϵ}_{amp}·d^4,& d\ge d_0\end{array},$其中ε_amp是发送放大器系数，d₀是距离阈值。(4)计算各节点用于本轮发射的最大能量E_max，E_max＝E_si‑E_ci/N_ci，E_si表示非热区节点的剩余能量，N_Ci表示各层节点数目；(5)由以上步骤可求得本轮最大发送距离d_MAX；(6)确定调整后的发射半径d′。当节点处于热区时，d′＝min{r,d_adjust,d_MAX}；当节点处于非热区时,d′＝min{d_adjust,d_MAX}，其中d_adjust为节点调整后的发射半径，nb为网络中所有节点的平均邻居节点个数，nb为节点的邻居节点个数，E_current为节点当前能量，E_origin为节点初始能量，μ、λ为调节因子，且μ+λ＝1。