基于相交环的水下无线传感器网络节点白定位研究.pdf

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1、第25卷第4期传感技术学报V0l_25No．420l2年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．2012StudyfortheSelf-LocalizationAlgorithmsBasedontheIntersectRingsinUnderwaterWirelessSensorNetworksSHANZhilong，HUYah(SchoolComputerScience，SouthChinaNormalUniversity，Guangzhou510630，China)Abstract：Intheunderwa

2、terwirelesssensornetworks，itisdifficulttoobtaintheunknownnodeswiththeone—hoplocalizationmethodinsparseanchornodesoverthenetworkarea．Basedontheanalysisoftheexitedunderwaterlo-calizationalgorithms，anewIntersectRings2一Hopslocalizationscheme(IR2H)isproposedinthispaper．Thenodesareloc

3、alizedwithtwo—hopsandthelocalizationregionofunknownnodesisreducedbyclippingtheconcentricrings．Thesimulationresultsshowthat，inextremelysparseanchornodesnetwork，theIR2Hschemecanimprovethelocalizationperformanceandcoveragerateofunknownnodesgreatly．Keywords：underwaterwirelesssensorn

4、etwork；self-localization；intersectrings；sparseEEACC：6150P；7320Q；7210Gdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．04．024基于相交环的水下无线传感器网络节点白定位研究冰单志龙，胡燕(华南师范大学计算机学院，广州510631)摘要：在水下无线传感器网络中，当网络中锚节点稀疏时会出现未知节点单跳定位困难的问题。在对已有水下定位算法分析的基础上，提}1J了一种新的基于相交环的两跳定位算法(IntersectRings2-Hopslocationscheme，IR2

5、H)，该算法利用同心环裁剪，缩小未知节点的定位区域，并通过两跳来定位节点。实验结果说明，IR2H算法与原有算法相比具有较高的有效定位率及较低的平均定位误差。关键词：水下兀线传感器网络；自定位；相交环：稀疏中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)04—0536—05水下无线传感器网络UWSN(UnderwaterWireless他因素影响从而产生位置移动。因此，原本适用于SensorNetwork)可用于海洋学数据收集、污染监测、近TWSN中的定位协议并不能很好地应用于UWSN。海探测、灾难防御以及协助海军进行战术跟踪

6、等领现有的UWSN定位技术主要有GPS智能浮域与其他水下探测工具相比，UWSN节点成本低，标]、USP[、SLMP[、水下APS定位系统

7、8J、AHLoS．体积小，适合大范围部署和长时问监测因此越来越3C(A(1H0ccalizati0nSystem)9。m]定位系统等几种受到国内外众多研究机构和企业的关注[1]。方案。文献『l1]利用节点自组织过程中用到的数据传水下无线传感器网络与地面无线传感器网络输算法。也提出了一种分布式的水下节点自定位算法。FWSNs(TerrestrialWirelessSensorNetworks)存在一些在这些方案中，有的

8、是依赖于节点的密度，有的依赖于相同的特征，如大量的节点和有限的能量等l2]。同GPS或特殊节点等，相应就存在了传感器节点定位代时，UWSNs义有自己独特的方面。首先．由于水的盐价大和精度低等问题。碱度对无线电信号传输产生干扰，无线电通信的方式本文针对UWSN中传统定位协议的定位效率受限在水下不能很好地]二作，之后有人提出声波通信，但于节点密度的问题．提出了一种适用于节点稀疏(未知声波信道通常有较大的传播迟延、低带宽和多径效应节点邻居节点数小于3)网络下的基于相交环的两跳定严重。其次，水下传感器节点可能会受到水流或其位算法IR2H(IntersectRi

9、ngs2一Hopslocationscheme)，项目来源：国家自然科学基金项目(611020