無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化方法.pdf

1、北京郵電大學博士學位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化方法姓名：于寧申請學位級別：博士專業(yè)：機械電子工程指導教師：萬江文20080421a晚～穢北京郵電大學滸f：學位論文摘要和通訊有向性進行了建模，通過對有向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通訊路徑進行分析，提出了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通訊不對稱情況下的定位解決方法。不同場景和條件下定位性能的實驗顯示，對規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓撲，經(jīng)修正后的有向網(wǎng)絡(luò)較修正前定位精度一般可以提高10％以上；對不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓撲，提高網(wǎng)絡(luò)平均連通度以形成強連

2、通圖，可以較好提高定位精度。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在邊緣節(jié)點和一定數(shù)量的亞孤立節(jié)點，若對其進行有效判斷和處理將會降低整個網(wǎng)絡(luò)的定位誤差?；趫D論相關(guān)原理和方法，首先對邊緣節(jié)點和亞孤立節(jié)點的判斷方法進行了研究，通過對此類不良節(jié)點周圍的節(jié)點密度、接收錨節(jié)點的范圍和方向進行分析，提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中邊緣節(jié)點和亞孤立節(jié)點的定位方法。不同場景下定位性能的仿真實驗顯示，對規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓撲，經(jīng)修正后不良節(jié)點的定位精度比修正前一般可以提高17％以上；對不規(guī)

3、則的網(wǎng)絡(luò)拓撲，經(jīng)修正后的亞孤立節(jié)點定位精度比修正前一般可以提高10％以上。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于消息沖突以及能量受限等原因?qū)е碌墓?jié)點失效問題，提出一種基于擴展子圖的相對定位算法(ESGF)。算法將整個網(wǎng)絡(luò)分成若干個子圖，然后將子圖進行局部相對定位，并將已定位子圖轉(zhuǎn)換合并實現(xiàn)擴展子圖，同時補充新的邊界節(jié)點協(xié)助其余節(jié)點定位。通過將該算法與聚類SPA相對定位算法進行比較，表明該算法在降低通信量的同時，有效減少了失效節(jié)點的產(chǎn)生，較大地增加了節(jié)點

4、定位覆蓋率。實用中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點往往分布在三維空間中。為了減小定位誤差、提高算法的適應性，利用三維空間抽樣和范圍約束的方法，并結(jié)合對成功樣本點的加權(quán)篩選，獲得節(jié)點的三維估計坐標以實現(xiàn)定位。針對不同的節(jié)點功能，算法可以在基于跳數(shù)和基于距離方式下進行，并采用三種不同的抽樣方案對這兩種方式進行了分析和比較，且引入不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)空間分布以檢驗算法的定位性能。通過研究定位求精、定位局部化和按需化、不良定位條件處理和三維抽樣定位，系統(tǒng)地解決了無