無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于分簇的可擴展相對定位算法研究.pdf

1、由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在部署時通常隨機播撒，大部分位置不能事先確定，而傳感器網(wǎng)絡(luò)很多應(yīng)用都需要節(jié)點位置信息才能確定數(shù)據(jù)來源。節(jié)點位置信息還可以用來提高路由效率，幫助實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)管理等。因此節(jié)點自定位技術(shù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)之一，也是最近幾年的一個研究熱點。 絕對定位算法依賴于造價昂貴的信標(biāo)節(jié)點，其定位精度受該類節(jié)點的部署個數(shù)、位置、環(huán)境影響較大，因此相對定位算法的研究很有必要。本文擬為無信標(biāo)、室外節(jié)點大規(guī)模部署的傳感

2、器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可擴展性好的相對定位算法。由于分簇思想是減少算法時間、通信復(fù)雜度、提高可擴展性的一種好的思路，本文擬采用基于分簇思想的分布式/半分布式三階段定位法：將網(wǎng)絡(luò)分簇、局部坐標(biāo)系生成、全局坐標(biāo)系生成，重點設(shè)計作為后兩階段基礎(chǔ)的分簇算法。 在經(jīng)過全面調(diào)研基礎(chǔ)上，本文提出了基于聚類思想的相對定位算法CRL。算法分三階段：先用ACE分簇算法將網(wǎng)絡(luò)分簇；各簇頭建立局部坐標(biāo)系，簇內(nèi)節(jié)點使用三邊測量法計算自身在局部坐標(biāo)系內(nèi)位置；各局部坐標(biāo)

3、系通過邊界節(jié)點合并成全局坐標(biāo)系。創(chuàng)新點在于使用ACE分簇算法有效地將網(wǎng)絡(luò)分成簇個數(shù)少，邊界節(jié)點數(shù)少的各個簇。理論分析與仿真結(jié)果表明，CRL算法相比SDGPSN算法有更少的通信開銷，更具可擴展性。 SDGPSN算法及CRL算法存在的另一個問題是節(jié)點密度較少時，可能因簇間交叉節(jié)點數(shù)少于2個，使節(jié)點無法定位。為此本文提出了改進的基于二跳生成樹的相對定位算法SBRL。該算法仍分三階段：分簇、局部坐標(biāo)系生成、全局坐標(biāo)系生成。重點在于提出一