基于DV-Hop的無線傳感器網絡定位算法研究與改進.pdf

1、DV-Hop算法是一種典型的無需測距的定位算法，可以避免節(jié)點進行直接測距時帶來的誤差，在錨節(jié)點比例較小時也能運行，但由于它使用兩個節(jié)點之間的跳段距離，即節(jié)點間的跳數與平均每跳距離的乘積，來代替節(jié)點間的真實距離，進行定位計算，這兩者都會出現一定的誤差，從而影響算法的定位精度;而且DV-Hop定位算法采用的是泛洪廣播，通信開銷較大，也增大了算法能耗。針對上述問題，本文查閱和研究了相關文獻，介了紹DV-Hop定位算法的理論基礎知識，同時對已有

2、的改進方法做了實驗分析，提出一種新的改進算法，同時為了解決DV-hop算法在三維環(huán)境的定位問題，提出一種改進的粒子群算法，把三維環(huán)境下未知節(jié)點與錨節(jié)點間的估算距離和實際距離的均方誤差設定為待優(yōu)化的目標函數，并將其與改進的DV-Hop算法相結合，應用于三維環(huán)境的定位，本文工作總結如下:
　　 1、為了減少信息重疊和內爆，提出一種新的泛洪協(xié)議改進方案，在信息轉發(fā)過程中去除重復節(jié)點，通過實驗驗證，降低了算法通信開銷;
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3、、為了修正一跳節(jié)點跳距誤差，并盡量減少通信開銷，將重疊區(qū)域面積用相鄰節(jié)點重疊度取代，并根據相鄰節(jié)點通信半徑內的重疊區(qū)域面積與節(jié)點距離的數學關系，求得節(jié)點間的距離;為了修正N(N≥2)跳節(jié)點跳距誤差，根據相鄰節(jié)點跳數分布比例與節(jié)點距離之間的數學關系，解出節(jié)點間的距離;用兼顧全局性能與本地特點的跳距均值的最優(yōu)無偏估計值來修正跳距，減少誤差;利用三角形三邊關系對跳距范圍進行約束;
　　 3、使用錨節(jié)點選擇最優(yōu)策略，減少節(jié)點的計算量，降

4、低引入誤差;
　　 4、通過將定位后的未知節(jié)點暫時升級為錨節(jié)點并參與不良節(jié)點的定位，定位后再恢復為未知節(jié)點，在盡量減少計算量、不增加能量損耗的情況下解決不良節(jié)點的定位難題.降低整體定位誤差;
　　 5、研究了粒子群優(yōu)化算法的性能，并對其進行了改進，提出將自適應加權和優(yōu)勝劣汰的思想同時引入到粒子群算法中，提高了其收斂速度，使其克服了容易陷入局部最優(yōu)的缺點，更容易找出全局最優(yōu)解，并結合改進的DV-Hop算法，將其應用到三維環(huán)