基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化研究

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1、分类号:TP3910710-2015224021专业硕士学位论文基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化研究王廷泽导师姓名职称公维宾讲师专业学位类别申请学位类别工程硕士交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年6月2日学位授予单位长安大学OptimizationResearchonLocationAlgorithmofWirelessSensorNetworksBasedonDV-HopADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TingzeWangSupervisor：Lecturer.Gon

2、gWeibinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要无线传感器网络在众多领域中有着非常广阔的应用前景，其中节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一。DV-Hop定位算法是该技术中广泛使用的一种算法，然而受到节点分布均匀程度的约束的原因，算法的定位精度有一定影响。因此，提高DV-Hop定位算法的定位精度就成为一项重要的研究课题。本文对DV-Hop定位算法存在的主要问题进行了阐述，重点讨论了提高DV-Hop定位算法定位精度的改进措施。（1）针对最小跳数和平均跳距导致的定位误差，提出基于跳数细化与距离校正的DV-Hop改进算法，通过引入RSSI测距技术修正最小跳数，并

3、且用跳距误差与估计距离误差的加权平均值修正平均跳距。（2）针对未知节点利用最小二乘法计算自身坐标导致的定位误差，提出基于分段权重与学习因子同步变化的遗传粒子群优化的DV-Hop改进算法，通过分段权重、学习因子及遗传机制改进粒子群算法以代替最小二乘法。（3）将前两种算法结合，提出基于MCD-GSLPSO优化的DV-Hop改进算法，通过GAPSO算法对MCD-DV-Hop定位算法进行优化。本文提出的3种改进算法在MATLAB平台上从锚节点数量、通信半径、节点总数三个方面进行了仿真。仿真结果表明：改进算法的定位误差均比经典DV-Hop定位算法要小，其中基于MCD-GSLPSO优化的DV-Hop定

4、位算法定位误差最小，定位精度最高。关键词：无线传感器网络定位，DV-Hop算法，遗传粒子群算法，跳数细化，跳距校正iAbstractWirelesssensornetworkshaveaverybroadapplicationprospectsinmanyfields,amongwhichthenodelocationtechnologyisoneofthekeytechnologiesinWSN.TheDV-Hoppositioningalgorithmisanalgorithmwidelyusedinthetechnology.However,duetotheuniformityoft

5、henodedistribution,thepositioningaccuracyofthealgorithmhasacertaininfluence.Therefore,improvingtheaccuracyofDV-Hoppositioningalgorithmbecomesanimportantresearchtopic.ThisthesisexpoundsthemainproblemsinDV-Hoppositioningalgorithms,andfocusesontheimprovementmeasurestoimprovetheaccuracyoftheDV-Hopposi

6、tioningalgorithm.(1)Inordertoreducethenodepositioningerrorcausedbyminimumhopsandaveragehop-size,improvedDV-Hoppositioningalgorithmbasedonhopcountrefinementandcorrectingaverageisproposed.RSSIdistancemeasuringtechniqueisintroducedtomodifytheminimumhops.Theaveragehop-sizeiscorrectedbytheweightedmeano

7、fthejumpdistanceerrorandtheestimateddistanceerror.(2)Inordertoreducethenodepositioningerrorcausedbytheleastsquaremethodusedforcalculatingthepositionofanunknownnode,anewDV-HoppositioningalgorithmbasedonGeneticPSOf