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技術(shù)文章
無線傳感器的定位與密鑰管理性能
點擊次數(shù)：787 發(fā)布時間：2015-5-22
無線傳感器的定位與密鑰管理性能
無線傳感器定位性能
無線傳感器定位性能
1、定位精度。這是定位技術(shù)的首要評價指標。目前zui常用的指標是定位的均方誤差(MSE)、均方根誤差(RMSE)、圓誤差概率(CEP)、幾何精度因子(GDOP)等。也可以用誤差值與節(jié)點無線射程的比例表示定位精度，例如定位精度為20%表示定位誤差相當(dāng)于節(jié)點無線射程的20%。也有部分定位系統(tǒng)將二維網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分成網(wǎng)格，其定位的精度用網(wǎng)絡(luò)的大小來表示，如微軟的RADAR。
2、 定位覆蓋率。定位覆蓋率是指一個定位技術(shù)能夠定位出的未知節(jié)點的數(shù)目占整個未知節(jié)點數(shù)目的比例。
3、支持的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。一個定位算法需要支持一定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，不同的定位算法也許只能在園區(qū)內(nèi)、建筑物內(nèi)、一層建筑物或僅僅是一個房間內(nèi)實現(xiàn)定位。另外，給定一定數(shù)量的基礎(chǔ)設(shè)施或在一段時間內(nèi)，一種技術(shù)可以定位多少目標也是一個重要的性能評價指標。如，RADAR系統(tǒng)僅可在建筑物的一層內(nèi)實現(xiàn)目標定位，劍橋的Active Office定位系統(tǒng)每200ms定位一個節(jié)點。
4、信標節(jié)點密度。信標節(jié)點的定位通常依賴人工部署或GPS實現(xiàn)。人工部署信標節(jié)點的方法不僅受網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境的限制，還嚴重制約了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的可擴展性。而使用GPS定位，信標節(jié)點的費用會比普通節(jié)點高兩個數(shù)量級，這意味著即使僅有10%的節(jié)點是信標節(jié)點，整個網(wǎng)絡(luò)的價格業(yè)將增加10倍。
5、定位的代價。定位算法的代價可以從幾個不同的方面來評價。時間代價包括一個系統(tǒng)的安裝時間、配置時間、定位所需的時間。空間代價包括一個定位算法所需的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)量、硬件尺寸等。資金代價則包括實現(xiàn)一種定位算法的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)點設(shè)備的總費用。
6、 容錯性和自適應(yīng)性。通常，定位系統(tǒng)和算法都需要比較理想的工作環(huán)境和可靠的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備。但在實際應(yīng)用中，會遇到許多問題，而且由于環(huán)境、能耗和其它原因，物理的維護或替換傳感器節(jié)點是十分困難或不可行的。因此，定位系統(tǒng)和算法的軟、硬件必須具有很強的容錯性和自適應(yīng)性，能夠通過自動調(diào)整或重構(gòu)糾正錯誤、適應(yīng)環(huán)境、減少各種誤差的影響，以提高定位精度。
無線傳感器密鑰管理的性能
安全性：不管對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，密鑰管理的安全性都是首要考慮的問題。密鑰管理的安全性包括機密性、完整性和有效性等。
抗攻擊能力：由于傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是部署在很大區(qū)域內(nèi)，其節(jié)點的物理安全不能得到保證，節(jié)點極易被攻擊者物理捕獲，攻擊者可以通過捕獲的節(jié)點獲得其它節(jié)點的信息，并利用這些信息來破壞網(wǎng)絡(luò)中的安全鏈路。密鑰管理方案的抗攻擊性能就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點被捕獲之后，對其他正常節(jié)點直接通信的影響程度。一個好密鑰管理方案應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點被捕獲之后，對正常節(jié)點之間的通信的影響應(yīng)盡可能地小，即網(wǎng)絡(luò)具有較好的抗攻擊能力。
網(wǎng)絡(luò)的可擴展性： 在通常情況下，傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點的數(shù)量可能到成千上萬個，甚至更多。所以一個密鑰管理方案必須能夠支持比較大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。這是一個很重要的評估指標，直接關(guān)系到一個密鑰管理方案的可用性。
負載：負載可以分為三種：通信負載、計算負載和內(nèi)存負載。
由于節(jié)點能量供給的限制，要求密鑰管理方案的耗電量僅可能小。研究表明，傳感器節(jié)點在傳輸信息時比執(zhí)行計算時更消耗能量，因此要求密鑰管理方案中的通信負載應(yīng)盡可能小。
網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化。網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化包括兩種情況：節(jié)點的動態(tài)加入和離開。由于遭受攻擊、電源耗盡等原因不能正常工作的節(jié)點，密鑰管理方案必須要保證網(wǎng)絡(luò)向后的安全性，即保證離開的節(jié)點不能繼續(xù)獲得網(wǎng)絡(luò)中的重要數(shù)據(jù)。