無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)距離無(wú)關(guān)分布式定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由布置在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠獲取客觀物理信息，具有廣泛的應(yīng)用前景。由于其大量應(yīng)用都需要明確信息來(lái)源的具體位置信息，即傳感器節(jié)點(diǎn)的地理位置，因此節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)。作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的綜合性能具有關(guān)鍵性作用。本論文致力于研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位算法，對(duì)已有的距離無(wú)關(guān)分布式定位算法進(jìn)行深入而系統(tǒng)

2、的性能評(píng)測(cè)，并對(duì)距離無(wú)關(guān)區(qū)域估計(jì)定位算法作出改進(jìn)。
　　首先，本文對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)進(jìn)行綜述，理論分析了基于距離的、距離無(wú)關(guān)的、集中式和分布式定位算法的原理和特點(diǎn)，相比之下，距離無(wú)關(guān)分布式定位算法具有網(wǎng)絡(luò)成本較低、通信開(kāi)銷(xiāo)較小、能量消耗較低、可擴(kuò)展性較高等優(yōu)勢(shì)。距離無(wú)關(guān)分布式定位算法是本文研究的重點(diǎn)。
　　其次，本文研究距離無(wú)關(guān)分布式定位算法在大規(guī)模隨機(jī)部署無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的適用性，提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)連通性的定位算法性

3、能評(píng)測(cè)方案，用于對(duì)比DV-Hop算法和APIT算法在達(dá)到相同系統(tǒng)需求下的網(wǎng)絡(luò)部署成本、通信開(kāi)銷(xiāo)和能耗代價(jià)以及各向異性魯棒性。該方案利用網(wǎng)絡(luò)連通性理論輔助建立性能評(píng)測(cè)模型，通過(guò)研究滿足網(wǎng)絡(luò)基本連通的算法性能影響因子的臨界值，以及影響因子對(duì)算法定位覆蓋率和定位精度性能的影響趨勢(shì)，為算法性能的對(duì)比提供合理的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景配置方案，保證對(duì)比過(guò)程的公平性和可信度。仿真結(jié)果表明，相比DV-Hop算法，APIT算法通信開(kāi)銷(xiāo)小，能量消耗低，且在各向異性網(wǎng)絡(luò)拓

4、撲環(huán)境下性能表現(xiàn)更加穩(wěn)定。以APIT算法為代表的基于局部連通性的區(qū)域估計(jì)定位機(jī)制，能更好的滿足大規(guī)模隨機(jī)部署無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。
　　最后，本文研究距離無(wú)關(guān)區(qū)域估計(jì)定位算法的定位求精問(wèn)題，提出了一種基于分級(jí)幾何約束的APIT改進(jìn)定位算法。該算法基于凸優(yōu)化幾何約束思想，通過(guò)收集分級(jí)幾何約束信息，結(jié)合分級(jí)邊界盒算法和網(wǎng)格掃描法機(jī)制尋找未知節(jié)點(diǎn)所處的最小可行區(qū)域，并依據(jù)可行估計(jì)區(qū)域的大小判斷是否增加節(jié)點(diǎn)位置修正機(jī)制，在最小可行區(qū)域