无线传感器网络中一种基于连通性的非测距定位算法.pdf

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1、2016年第35卷第l期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)1277＼、、、DoI：10．13873／J．1000--9787(2016)01-0127--04计算与测试(1、无线传感器网络中一种基于连通性的非测距定位算法徐磊磊，徐保国(江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：针对传统非基于测距的定位算法仅用二进制数评估连接与否而没有基于单纯的连通性导致定位误差增加的问题，基于l跳内相邻节点间距离的远近关系，提出了一种调整特征距离(CSD)算法。作为一个透明的支撑

2、层，只需较少额外成本。仿真实验表明：嵌入CSD后的定位算法可以有效提高定位精度。关键词：无线传感器网络；非测距定位；调整特征距离中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000--9787(2016)01-0127-04Arange-freelocalizationalgorithmforWSNs-based'0nC0nneCnJ●vi‘ty半XULei-lei，XUBao—guo(KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry，MinistryofEducation，Jiangn

3、anUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Aimingattheproblemthatthetraditionalpositioningmethodusesbinarynumbertoevaluateconnectivityinsteadofpureconnectivity，whichresultsinincreasingofpositioningerror．Arange—freelocalizationalgorithmnamedcorectionsignaturedistance(CSD)algonthmb

4、asedondistancebetweenadjacentnodeswithin1hopisproposed．Asatransparentsupportlayer，itonlyneedslessextracost．SimulationresultsshowthatthelocalizationalgorithmsembeddedbyCSDcaneffectivelyimprovepositioningprecision．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；range-freelocalization；cor

5、rectionsignaturedistance(CSD)0引言测距方法。作为一个透明的支撑层，可以有效提高一些以无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)是一连通度为基础的定位系统精度，同时需要的额外成本较低。种新型信息感知、收集和处理技术，其应用能否成功实施的1调整特征距离算法设计关键是节点提供的位置信息是否准确。目前的定位算1．1特征距离法主要分为：基于测距的定位算法和无需测距的定位算对于任意的节点，在l跳范围内，根据接收信号强度法J。基于测距的解决方案需要在每个节点上添加额外值降序排列所有邻居节点，把自身加入

6、其中作为第一个元硬件，不适合大规模系统。一些基于无线路由协议的非素，形成一个有序节点序列，作为节点的高维特征(high—测距算法如APIT4J，DV—Hop，MDS—MAP，Amorphous等相继dimensionalsignature)值，记为S。任意节点的s是唯一被提出，这些算法通常用最小跳数表示相对距离。在这的，它包含连通性和距离的远近信息。图l说明了网络的些系统中，只有少数锚节点需要提供绝对坐标，这大大连通性，每个节点生成一个有序节点序列，从自身开始，包降低了系统成本。含所有1跳范围内的邻居节点并按接收信号强度降序排然而，仅仅基于连通性

7、本身不能充分利用局部邻域信列。在理想的情况下，距离值会随之增加。息。传统的定位方法仅由二进制数l或0评估连接与否而如果节点u和u在特征值s和s，顺序颠倒，亦即这没有基于单纯的连通性，从而导致定位精度降低。为解决对节点在S和5，发生翻转。两个特征值问通常有三种类该问题，本文提出了利用网络中的有序节点序列作为高维型的翻转：1)显式翻转；2)隐式翻转；3)可能翻转。特征值，从而获取1跳相邻节点之间的相对距离的一种非如果节点对u和U同时出现在特征值S；和中，很收稿日期：2015-03—17基金项目：国家教育部博士点专项基金资助项目(20100093120

8、007)；国家自然科学基金资助项目(61304264)128传感器与微系统第35卷行用一个堆排序算法计算显式和隐式翻转的数目。第6行节点