一种基于QR分解的分布式移动节点定位算法.doc

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1、一种基于QR分解的分布式移动节点定位算法刘少帅1，2，罗海勇2，邹仕洪1，张波2（1.北京邮电大学网络技术研究院，北京100876；2.中国科学院计算技术研究所，北京100190）摘要:针对目前大多数无线传感器网络定位算法只适用于静态节点的不足，利用QR分解的思想对分布式最小二乘算法进行改进，提出了一种分布式移动节点定位算法。该算法先是对每一个信标节点的观测矩阵进行QR分解，然后移动未知节点在距离自己最近邻居信标的QR分解基础上进行更新来估计自己的位置，降低了移动节点定位阶段的计算复杂度。同时进行了参数无偏估计的Cramér-Rao下限分析来估计节点位置可能

2、达到的误差下界。实验结果表明该定位算法在一定程度上降低了节点的计算复杂度，并且具有比较好的定位精度。关键词:无线传感器网络；QR分解；定位；Givens矩阵中图分类号:TP393DistributedMobileNodeLocalizationwithQRFactorizationLiuShaoshuai1,LuoHaiyong2,ZouShihong1,ZhangBo2(1.InstitueofNetworkingTechnology,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876;2

3、.InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190)Abstract:Mostlocalizationalgorithmsintheliteraturefocusedonstaticwirelesssensornetworkswithouttakingmobilityofsensornodesintoaccount.Aimingatthedrawbacks,anefficientapproachforlocalizationinmobilesensornetworksu

4、singQRfactorizationwasproposed.ThisalgorithmfirstusedQRfactorizationtosolvethelinearequationsforeverybeacon,andthenmobileblindsensorsupdatedtheresultsreceivedfromthenearestbeaconwithoutcomputingQRfactorizationagaintoestimatethelocations,whichreducedthemobileblindsensors’costofcompu

5、tationinalargeextent.Alsotheestimationlowerbound(theCramér-Raolowerbound)wasanalyzedforthelocationerrorcharactersinwirelesssensornetworks.Theexperimentalresultsshowthisalgorithmcanefficientlyreducethecostofcomputationandperformwellinlocatingthemobileblindsensors.Keywords:wirelessse

6、nsornetworks;QRfactorization;localization;Givensmatrix1引言收稿日期：2010-04-15；修回日期：2010-07-05基金项目：国家自然基金资助项目(60873244,60973310,60772070)；北京自然基金资助项目（4102059）FoundationItems:theNationalNaturalScienceFoundationofChina(60873244,60973310,60772070);theNaturalScienceFoundationofBeijingCityofCh

7、ina(4102059)定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术。目前，大部分无线传感器网络定位算法都只是适用于静态场景，因此在移动传感器网络中，部署区域内节点的随机移动给定位技术带来了新的挑战。国内外针对移动节点定位方面已进行了一些研究。Tilak等[1]探讨了移动传感器网路中运行节点定位算法的周期问题，认为定位算法需要在定位精度和能量消耗之间综合平衡。Bergamo等[2]使用两个射频覆盖整个网络的静态信标，基于测距方法实现移动节点定位。SavareseC等[3]提出了一种分布式的基于测距的鲁棒节点定位算法。Datta等[4]提出了既可应用于移动节点，也可

8、应用于静止节点的定位算法，不过当节点无线发射范围不是