基于矩陣重構(gòu)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位算法研究.pdf

1、大量帶有無線通訊功能的微型傳感器組成應(yīng)用廣泛的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。近年來，出現(xiàn)了許多的應(yīng)用系統(tǒng)是建立在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上。由于多數(shù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)需要傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息，定位已經(jīng)成為無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于目前提出的定位算法對(duì)測(cè)距誤差和網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為敏感，在較差的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下容易產(chǎn)生較大定位誤差。歐氏距離平方矩陣的低秩屬性，為矩陣恢復(fù)理論應(yīng)用到無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位提供了可能。
　　本文的研究工作主要就是圍繞如何用矩陣恢復(fù)

2、理論和多維定標(biāo)(MDS)來解決無線傳感網(wǎng)絡(luò)的定位問題。針對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到復(fù)雜環(huán)境下，連通性低、測(cè)距信息有限、測(cè)距數(shù)據(jù)有噪音的場(chǎng)景提出了基于增廣拉格朗日矩陣填充的定位算法。該方法基于傳感器網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間距離矩陣低秩特性，將部分采樣信息下的距離恢復(fù)問題建模為高斯噪音情形下的矩陣補(bǔ)全問題。通過矩陣填充推測(cè)出未測(cè)量的距離信息同時(shí)過濾由于外界環(huán)境帶來的噪音與異常，減少了環(huán)境噪聲對(duì)定位的影響，提高了定位穩(wěn)定性和定位精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與OPTSPACE

3、POSITIONING算法相比，本文提出的算法減少了約31％和6％的定位誤差，且定位穩(wěn)定性較好。針對(duì)傳統(tǒng)基于測(cè)距的定位方法需要大量節(jié)點(diǎn)距離信息以及多徑效應(yīng)、噪聲干擾等導(dǎo)致的節(jié)點(diǎn)測(cè)距誤差問題，提出了一種基于矩陣恢復(fù)的WSNs節(jié)點(diǎn)定位方法。該方法基于傳感器網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間距離矩陣低秩特性，將部分采樣信息下的距離恢復(fù)問題建模為異常值(outlier)情形下的矩陣補(bǔ)全問題，采用分離異常的矩陣分解方法DRMF結(jié)合矩陣填充算法FPCA的算法PFCA-DRM