無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化方法.pdf

1、北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化方法姓名：于寧申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師：萬江文20080421a晚～穢北京郵電大學(xué)滸f：學(xué)位論文摘要和通訊有向性進(jìn)行了建模，通過對(duì)有向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通訊路徑進(jìn)行分析，提出了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通訊不對(duì)稱情況下的定位解決方法。不同場(chǎng)景和條件下定位性能的實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?jīng)修正后的有向網(wǎng)絡(luò)較修正前定位精度一般可以提高10％以上；對(duì)不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，提高網(wǎng)絡(luò)平均連通度以形成強(qiáng)連

2、通圖，可以較好提高定位精度。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在邊緣節(jié)點(diǎn)和一定數(shù)量的亞孤立節(jié)點(diǎn)，若對(duì)其進(jìn)行有效判斷和處理將會(huì)降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的定位誤差。基于圖論相關(guān)原理和方法，首先對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)和亞孤立節(jié)點(diǎn)的判斷方法進(jìn)行了研究，通過對(duì)此類不良節(jié)點(diǎn)周圍的節(jié)點(diǎn)密度、接收錨節(jié)點(diǎn)的范圍和方向進(jìn)行分析，提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中邊緣節(jié)點(diǎn)和亞孤立節(jié)點(diǎn)的定位方法。不同場(chǎng)景下定位性能的仿真實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?jīng)修正后不良節(jié)點(diǎn)的定位精度比修正前一般可以提高17％以上；對(duì)不規(guī)

3、則的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?jīng)修正后的亞孤立節(jié)點(diǎn)定位精度比修正前一般可以提高10％以上。針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于消息沖突以及能量受限等原因?qū)е碌墓?jié)點(diǎn)失效問題，提出一種基于擴(kuò)展子圖的相對(duì)定位算法(ESGF)。算法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)子圖，然后將子圖進(jìn)行局部相對(duì)定位，并將已定位子圖轉(zhuǎn)換合并實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展子圖，同時(shí)補(bǔ)充新的邊界節(jié)點(diǎn)協(xié)助其余節(jié)點(diǎn)定位。通過將該算法與聚類SPA相對(duì)定位算法進(jìn)行比較，表明該算法在降低通信量的同時(shí)，有效減少了失效節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生，較大地增加了節(jié)點(diǎn)

4、定位覆蓋率。實(shí)用中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)往往分布在三維空間中。為了減小定位誤差、提高算法的適應(yīng)性，利用三維空間抽樣和范圍約束的方法，并結(jié)合對(duì)成功樣本點(diǎn)的加權(quán)篩選，獲得節(jié)點(diǎn)的三維估計(jì)坐標(biāo)以實(shí)現(xiàn)定位。針對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)功能，算法可以在基于跳數(shù)和基于距離方式下進(jìn)行，并采用三種不同的抽樣方案對(duì)這兩種方式進(jìn)行了分析和比較，且引入不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)空間分布以檢驗(yàn)算法的定位性能。通過研究定位求精、定位局部化和按需化、不良定位條件處理和三維抽樣定位，系統(tǒng)地解決了無