稀疏測量錯誤下無線傳感器節(jié)點自定位算法研究.pdf

1、隨著無線通信和微電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的諸多應(yīng)用中，傳感器節(jié)點的位置信息對應(yīng)用功能的實現(xiàn)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理都有著十分重要的作用。而實際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)僅已知少量傳感器節(jié)點的位置，其余節(jié)點位置的獲取則依靠節(jié)點自定位算法。節(jié)點自定位已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中很重要的一項工作。
　　 無線傳感器節(jié)點自定位就是利用網(wǎng)絡(luò)中少量節(jié)點的位置信息以及節(jié)點間的連通性、距離等信息來

2、估計盲節(jié)點位置的過程?；跍y距的定位算法在計算節(jié)點位置時利用的是節(jié)點間的距離信息，相比于其它定位算法具有定位精度高的優(yōu)點，該類算法已被廣泛應(yīng)用。距離信息的準確程度對定位結(jié)果的準確程度具有重要的影響，錯誤的距離信息將會導致錯誤的定位結(jié)果。因此如何在定位過程中有效地處理錯誤的距離測量值，是節(jié)點自定位算法面臨的一個重要問題。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加，如何降低節(jié)點自定位算法的計算復雜度和通信量也是當前的一大挑戰(zhàn)。分布式算法僅要求鄰居節(jié)點進行

3、信息交換和共享，協(xié)同計算以完成自定位，能克服集中式算法通信負荷大、能量效率低的缺陷，有利于網(wǎng)絡(luò)的可擴展性。分布式的節(jié)點自定位算法已成為當前一個重要的研究熱點。
　　 本文的研究重點是稀疏測量錯誤下無線傳感器節(jié)點自定位算法。通過實驗驗證距離測量錯誤的稀疏性，利用測量錯誤稀疏這一先驗知識設(shè)計無線傳感器節(jié)點自定位算法，基于松弛技術(shù)進行求解;不同于傳統(tǒng)的節(jié)點自定位算法在位置估計前先剔除錯誤的距離測量值，本文所設(shè)計的算法能同時進行節(jié)點自定

4、位及測量錯誤的顯式估計。本文的主要工作包括:
　　 (1)建立基本模型:構(gòu)造稀疏測量錯誤下無線傳感器節(jié)點自定位的基本模型，將稀疏測量錯誤看成待求解的變量，同步地完成距離測量錯誤的修正以及盲節(jié)點位置的估計，在提高算法定位精度的同時有利于提高計算效率。
　　 (2)設(shè)計集中式算法:由于稀疏測量錯誤下節(jié)點自定位的基本模型是一個非凸的優(yōu)化問題，采用半正定松弛技術(shù)對該非凸問題進行求解，半正定松弛的計算效率受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的限制，因此將