学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于不同网络模型的无线传感器网络定位算法研究

作　者: 吴黎爱
导　师: 周力
学　校: 南昌航空大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线传感器网络节点定位技术 DV-Hop定位算法 MDV-Hop定位算法非均匀分布
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 95次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着微机电系统、嵌入式系统以及无线通信、分布式信息处理等技术的快速发展，具有感知、计算以及无线通信能力的传感器和由其组成的无线传感器网络引起了人们的极大关注。定位技术作为无线传感器网络的关键技术之一，对无线传感器网络的有效性具有重要的意义。只有确定了传感器节点的位置，在待定事件发生时才能明确事件发生的具体位置，进而采取适当的措施。由于很多应用如地震监测、目标跟踪等，都需要在很大的区域内部部署大量的传感器节点，而实现这些功能都要依赖于对节点自动和精确的定位估计，因此近年来无线传感器网络定位技术成为人们研究的热点。本文在大量查阅相关文献和研究成果的基础上，介绍了无线传感器网络的研究背景及意义，对无线传感器网络的基础知识做了整体的概述，并综述了无线传感器网络节点定位技术中一些典型的基于距离和与距离无关的定位算法和系统。文章对经典DV-Hop定位算法进行了分析，指出原算法中节点间跳数过大及小范围的部分节点聚集形成的相似误差，使得未知节点的定位精度不高。为了减少DV-Hop定位算法的定位误差，提出了一种改进算法称为MDV-Hop(modified DV-Hop)定位算法，MDV-Hop定位算法从以下几个方面对经典DV-Hop算法进行改进：通过设置门限值修正节点间的跳数；利用信标节点的估计坐标和实际位置的偏差作为修正因子来修正未知节点的定位结果；修正由于误差过大而分布在区域外的未知节点。随着无线传感器网络的应用越来越广泛，传感器节点的部署不可避免的会出现非均匀的状态。为了更有效的验证MDV-Hop定位算法的有效性，将定位算法分别在各向同性网络和C-型网络模型下进行分析比较。使用MATLAB仿真软件对改进算法的有效性进行验证。实验证明，经典DV-Hop算法不适合用在C-型网络模型下；与经典DV-Hop算法比较，在各向同性网络中改进算法的定位精度得到了一定程度的提高，在C-型网络模型下表现更为明显。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-18
  1.1 课题的研究背景及意义  8-9
  1.2 无线传感器网络的基础知识  9-16
    1.2.1 与现有无线网络的区别  9-10
    1.2.2 无线传感器网络的体系结构  10-13
    1.2.3 无线传感器网络的基本特点  13-14
    1.2.4 无线传感器网络面临的挑战  14-15
    1.2.5 无线传感器网络的应用  15-16
  1.3 本课题主要工作与章节安排  16-18
第2章无线传感器网络的节点定位技术  18-36
  2.1 节点定位技术的简介  19-23
    2.1.1 节点定位的几个基本概念  19
    2.1.2 节点位置计算方法  19-22
    2.1.3 节点定位算法的分类  22-23
  2.2 基于距离的定位算法  23-26
    2.2.1 基于 AOA 的定位算法  23-24
    2.2.2 基于 TOA 的定位算法  24-25
    2.2.3 基于 TDOA 的定位算法  25
    2.2.4 基于 RSSI 的定位算法  25-26
  2.3 与距离无关的定位算法  26-34
    2.3.1 质心定位算法  26-27
    2.3.2 APS 算法  27-30
    2.3.3 Amorphous 定位算法  30-31
    2.3.4 MDS-MAP 定位算法  31-32
    2.3.5 APIT 定位算法  32-34
  2.4 本章小结  34-36
第3章改进 DV-HOP 定位算法  36-50
  3.1 DV-HOP 定位算法  36-40
    3.1.1 DV-Hop 定位算法流程  36-38
    3.1.2 网络环境仿真设置  38
    3.1.3 算法仿真实现及过程  38-40
  3.2 DV-HOP 算法存在的问题  40-41
  3.3 DV-HOP 已有的一些改进  41-42
  3.4 DV-HOP 定位算法改进  42-49
    3.4.1 节点间跳数的修正  43
    3.4.2 相似误差的修正  43-44
    3.4.3 区域的修正  44-45
    3.4.4 改进算法描述及实现  45-49
  3.5 本章小结  49-50
第4章算法仿真实验与分析  50-63
  4.1 仿真平台简介  50-51
  4.2 定位算法相关性能指标  51-52
  4.3 网络模型  52-53
  4.4 MDV-HOP 改进算法实验结果与分析  53-60
    4.4.1 各向同性模型下的仿真  53-57
    4.4.2 C-型网络模型下的仿真  57-59
    4.4.3 数据分析  59-60
  4.5 MDV-HOP 算法相关问题分析  60-62
  4.6 本章小结  62-63
第5章总结与展望  63-65
  5.1 总结  63-64
  5.2 展望  64-65
参考文献  65-69
发表论文及参加科研情况说明  69-70
致谢  70-71

基于不同网络模型的无线传感器网络定位算法研究

内容摘要

全文目录

相似论文