基于多尺度分析技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量無處不在的、具有通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)以多跳無線通信方式構(gòu)成的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)帶來了一種全新的信息獲取與信息處理模式，在軍事、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)難救援及商業(yè)領(lǐng)域等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 節(jié)點(diǎn)定位問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，且受自身資源、能量等限制，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)定位十分困難。因此，研究有效的定位算法對于推動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要

2、意義。
　　 多尺度分析技術(shù)(Multidimensional Scaling，MDS)源自心理測量學(xué)，已成為一種在許多領(lǐng)域中廣泛使用的通用數(shù)據(jù)分析技術(shù)。自2003年Shang Y 等人提出MDS-MAP 定位算法，MDS 被用來解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位問題，已經(jīng)取得了較大進(jìn)展。MDS的利用傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)間諸如連通度、距離等信息來構(gòu)建其相異(似)性矩陣，通過一系列變換來獲取各節(jié)點(diǎn)的相對坐標(biāo)來滿足其脅強(qiáng)函數(shù)最小。
　　

3、 針對集中式算法對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要求高、MDS-MAP 只有在測距情況下才能精確定位等不足，提出了一種基于非度量多尺度分析技術(shù)的分布式定位算法NMDS-AC。該算法以各錨節(jié)點(diǎn)為簇頭將傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇成若干子網(wǎng)絡(luò)，再在子網(wǎng)絡(luò)中利用RSSI 測距技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的相異性矩陣，進(jìn)而采用非度量多尺度分析技術(shù)進(jìn)行局部定位獲得局部相對坐標(biāo)，再利用簇頭節(jié)點(diǎn)信息將局部相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為局部絕對坐標(biāo)，然后對各子網(wǎng)絡(luò)絕對坐標(biāo)融合得到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的絕對坐標(biāo)。相比集中式MD

4、S 算法，NMDS-AC 算法降低了對節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力的要求，利用非度量多尺度進(jìn)行定位，有效地降低測距誤差的影響，提高了定位精度。
　　 針對當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，誤差累積的影響造成的定位誤差較大的問題，利用信號(hào)處理技術(shù)中的恒模算法(Constant Modulal Algorithm，CMA)，在NMDS-AC(O)定位算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)算法NMDS-AC(O)。該算法首先利用NMDS-AC算法估計(jì)出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，然后將其作