无线传感器网络节点定位优化算法研究

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作为一种新兴的的网络技术,无线传感器网络近年来受到国际学术界和工业界的广泛关注,在工业、军事、环境等领域具有广泛的应用前景。节点定位作为无线传感器网络的关键支撑技术和研究热点,对于无线传感器网络的基本理论方法和应用基础研究都具有非常重要的意义。无线传感器网络节点定位问题是根据少数位置已知的节点,按照某种定位机制来确定未知节点的位置。目前流行的无线传感器网络测距节点定位算法存在受环境影响大、算法复杂度高、能耗大、定位误差较高以及不适用于移动节点定位等问题。本文以定位优化为目标,研究了低成本、低能耗、自组织的无线传感器网络,提出了一种提高定位精度的无线传感器网络定位方法,为网络应用提供可靠的位置信息,实现定位系统综合性能的协调优化。论文系统分析了无线传感器网络的结构、特征以及应用范围,深入研究了无线传感器网络定位系统的特点以及定位方法,结合现有典型的定位系统对定位算法进行了分析比较。采用智能优化思想对节点定位算法进行优化。利用智能优化算法的进化机制和全局寻优的特点进行节点位置估计,采用模拟退火算法搜索速度快,计算复杂度低,具有良好的定位性能;应用粒子群算法进行节点位置估计,考虑到节点位置的二维特性,重新定义了粒子的速度、位置更新公式,使粒子的定位搜索能够快速跟踪最优粒子,显著提高定位精度。仿真实验证明,与目前普遍使用的极大似然估计法相比,采用智能优化算法实现简单,搜索复杂度低,能够获得良好的定位性能,具有很好的实用性。
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