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无线传感器网络节点定位算法的研究

作　者: 张静
导　师: 傅明
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 节点定位 DV-Hop算法 三维定位 移动代理
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


基于非测距的定位算法是无线传感器网络节点定位算法的研究热点之一,目前关于非测距的DV-Hop算法的理论和现实研究主要存在两个问题:国内外虽有很多学者对该算法进行了相关改进,但从整体上考虑效率都不太理想;人们对DV-Hop算法的改进基本集中在二维空间,而现实应用都在三维空间中。因此,为了使DV-Hop算法及其改进算法的应用更为广泛,在不断提高算法性能外,还需要将这些二维算法扩展到三维空间,再将其应用于实际生活中。本文在阅读大量参考文献的基础上,利用多种定位优化方法和参与定位的信标节点有效性的判别方法,围绕怎样提高节点定位算法的定位精度和覆盖率,主要做了如下的研究工作:(1)从无线传感器网络的定位技术入手,对节点间的测距技术和定位计算方法的优缺点和适应情况进行分析,总结出节点定位算法的性能评价标准,为定位算法的精度改进和性能评价作了准备工作。(2)对DV-Hop算法的定位过程、网络生存力、定位精度、以及各向异性稀疏网络中的各项性能指标进行仔细研究。通过分析各种DV-Hop改进算法的优缺点,引入限定跳数、共线性判断、归一化加权、总体最小二乘等方法对定位的各个阶段进行改进和优化,提出了一种二维DV-Hop改进算法,并通过实验仿真验证该算法的正确性和高效性。(3)将DV-Hop算法扩展到三维空间,提出一种新型的基于移动信标的三维DV-Hop算法。通过引入移动代理技术计算信标节点的最小跳数,减少网络的数据流量;按信标节点的数量分情况利用平移坐标法、画圆法或总体最小二乘法来定位未知节点坐标,提高定位的覆盖率,并通过仿真实验来验证该算法的有效性和实用性。

全文目录


摘要  5-6ABSTRACT  6-10第一章 绪论  10-19  1.1 研究背景和意义  10-13    1.1.1 无线传感器网络  10-12    1.1.2 无线传感器网络定位技术  12-13  1.2 国内外研究现状  13-16  1.3 存在问题及本文工作  16-17  1.4 论文的组织结构  17-19第二章 无线传感器网络节点定位技术综述  19-33  2.1 基本概念  19-20  2.2 节点间的测距技术  20-24  2.3 节点定位的计算方法  24-26  2.4 定位算法分类  26-29  2.5 性能评价标准  29-32  2.6 本章小结  32-33第三章 DV-Hop 的算法改进  33-45  3.1 DV-Hop 及改进算法分析  33-36    3.1.1 DV-Hop 算法  33-35    3.1.2 相关改进算法  35-36  3.2 提高定位精度和覆盖率的DV-Hop 算法描述  36-40    3.2.1 算法思想  36-39    3.2.2 流程图  39-40  3.3 实验仿真及结果分析  40-44    3.3.1 研究方法与实验环境  40-41    3.3.2 实验设计  41-42    3.3.3 实验结果分析  42-44  3.4 本章小结  44-45第四章 基于移动代理的三维 DV-Hop 算法  45-61  4.1 二维定位与三维定位的区别  45  4.2 典型三维定位算法分析  45-48    4.2.1 APIS 算法  45-46    4.2.2 MDS-MAP 算法  46-47    4.2.3 Landscape-3D 算法  47-48  4.3 基于移动代理的三维DV-Hop 算法描述  48-56    4.3.1 三维DV-Hop 算法  48-49    4.3.2 两种坐标计算方法  49-51    4.3.3 算法思想  51-55    4.3.4 流程图  55-56  4.4 实验仿真及结果分析  56-59    4.4.1 实验设计  56-57    4.4.2 实验结果分析  57-59  4.5 本章小结  59-61第五章 总结与展望  61-64  5.1 工作总结  61-62  5.2 未来工作及展望  62-64参考文献  64-71致谢  71-72附录A 攻读学位期间所发表的学术论文  72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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