基于Range-based的无线传感器网络定位算法研究与改进

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在无线传感器网络中,位置信息对传感器节点的监测活动至关重要,不包含位置信息的监测报告通常作用有限。另外,无线传感器网络的一些协议比如基于地理信息的路由也需要定位信息作为支撑,因此节点定位问题是无线传感器网络的重要研究内容。通常按照是否需要预先通过测量来获得节点之间的距离(或角度)信息,把节点定位算法分为基于测距的定位算法和无需测距的定位算法。论文是围绕两种基于测距的定位算法:基于RSSI的定位算法和DV-Distance定位算法展开研究的。首先,论文对无线传感器网络节点定位技术进行了概述,介绍了与节点定位相关的概念、分类方式及测边定位的基本原理。其次,对基于RSSI的定位算法进行了深入研究和仿真分析,该算法对节点的硬件要求低,实现简单,但是容易受锚节点稀疏、测距误差及通信功率有限的影响而导致定位覆盖率和定位精度不理想,为此,论文提出了一种分级迭代协作定位算法。该改进算法采用协作定位方式来提高定位覆盖率,通过加入锚节点位置优选策略和分级设置邻居节点数量阀值来减少定位误差,MATLAB仿真表明,分级迭代协作定位算法相比传统的基于RSSI定位算法,具有更高的定位覆盖率和定位精度。再次,论文针对DV-Distance定位算法由于利用节点间多跳累积跳段距离表示欧式距离从而导致定位误差较大的问题,提出了一种进行循环迭代修正计算的改进算法。通过仿真,论文比较了改进的DV-Distance定位算法和传统的DV-Distance定位算法的性能,结果表明改进的DV-Distance算法提高了定位精度,且在继承了传统DV-Distance算法高定位覆盖率同时,还能更好地适应各向异性的网络结构,但是,改进算法的通信开销和计算量还有待改进。最后,论文对相关研究工作进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。
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