基于多维定标技术的无线传感器网络自定位算法研究

《基于多维定标技术的无线传感器网络自定位算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是近年来通信网络研究的一个热点。所谓WSN，实际上就是利用大量的有无线通信能力和计算能力的节点随机分布后自动组网而形成的新型网络系统。这种网络系统可被广泛地应用于国防军事、环境监测、交通管理等领域，是一种全新的网络技术。目前，这种技术仍处于理论研究阶段，其中网络节点定位的研究在整个无线传感器网络研究体系中占有重要的地位。本论文重点也就是针对现有的定位算法进行研究，并提出一种新的更为高效的WSN节点定位算法。近年来的WSN定

2、位算法主要分为两大类，即range-based及range-free两种定位机制。其中range-based机制完全是基于测距技术的算法，这种机制一般要求网络中节点有很强的通信能力，因此对网络节点的硬件要求很好，不太符合WSN节点体积小、耗能底的要求。后来出现的range-free机制，利用了估算的方法，以降低对网络节点的性能要求。本文重点对采用range-free机制的MDS-MAP算法进行了深入地分析比较，并结合ad-hoc网络的ASP算法，提出了一种新的MDS-MAP(S,R)自定位算法。这种算法设计的步骤包括

3、：（1）对整个网络节点分布图的“类地图”的划分；（2）将“类地图”中的节点划归于不同的距离量化层后产生的近似距离矩阵；（3）利用经典的MDS算法对近似距离矩阵进行处理而得到相对类地图；（4）引入精确函数对相对类地图进行修正，以提高节点位置的精确度；（5）通过坐标变换和放缩，将各个类地图合并为整个网络的全局地图，获取网络中各节点的绝对坐标。在详细的设计说明之后，本文对MDS-MAP(S,R)算法进行了MATLAB仿真，并对仿真实验的结果进行了定位误差及算法复杂度分析，验证了这种定位算法的精确性和高效性。关键词：无线传感

4、器网络;定位算法;MDS-MAP;类地图;全局地图I华中科技大学硕士学位论文AbstractWirelessSensorNetworkisoneofhotspotofthecommunicationnetworkresearch.WhatistheWSN?Itisanewpatternnetworksystemthatisautomaticallyconstructedbylotsofnodeswhichhavetheabilitiesofwirelesscommunicationandcomputation.The

5、nodesaredistributedrandomly.Thenetworksystemisextensivelyappliedtonationaldefense,environmentinspection,transportmanagementandsoon.Wecansayitisafire-newnetworktechnology.Atpresent,thetechnologyisstillinthephaseofresearch.Theresearchoforientationofnetworknodesis

6、veryimportantinthesystemoftheWSNresearch.Inthispaper,weinvestigatedtheexistingorientationarithmetic.Andanewarithmeticwithmoreefficiencyontheorientationofnetworknodesisproposed.Thesedays,theorientationarithmeticofWSNisdividedintotwokinds:range-basedandrange-free

7、.Themechanismofrange-basedisentirelybasedonthedistancemeasurement.Inthismechanism,thenodesmusthavestrongcommunicationabilities,sothereishighstandardforthehardware.ThismechanismisnotfitforWSNthathavethecharacterofsmallvolume,lowpower.Andthen,therange-freemechani

8、smappears,thisisakindofestimatearithmetic,andlowrequirementtonodes’capabilities.Inthispaper,MDS-MAPalgorithmsthatadoptrange-freemechanismaredeeplyanalyzedandcomparedeachothe