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无线传感器网络中节点定位算法的研究

作　者: 张彩云
导　师: 覃亚丽；吴哲夫
学　校: 浙江工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线传感器网络定位 RSS TOA CRB 最大似然估计MLE
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


无线传感器网络WSN是一种由传感器节点组成的网络,传感器节点以无线通信、自组织、多跳方式协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中的感知对象的信息,并将信息发送给信息使用者。它具有部署规模大、密度高、可靠性强和多对一工作模式等优点,近年来受到了广泛地关注和重视。无线传感器网络具有巨大的应用潜力和商业价值,未来人们将可以利用传感器网络直接感知客观世界。定位是无线传感器网络的主要支撑技术之一,定位包括节点自身定位和目标定位,没有位置信息的数据几乎是没有价值的数据。因此对定位算法的研究具有重要的意义。本文首先在介绍了节点定位估计方法和工作原理的基础上,系统地研究了基于测距和无需测距的一些重要和典型的定位算法。然后重点利用相关定位估计,介绍网络估计界CRB(Cramer-Rao Bound)的概念、推导过程,并在接收信号强度RSS为对数正态分布和到达时间TOA为高斯模型的情况下,求出在二维坐标系中CRB和最大似然估计MLE的表达式。本文还通过在多个参考节点,一个盲节点的情况下,求解出CRB方差下限的表达式。用MATLAB仿真工具仿真出RSS和TOA的CRB下限界,通过仿真分析得出:(1)增加未知参数并不会影响原来的未知参数的估计;(2)当一个盲节点进入网络中,并且和其他的盲节点或者参考节点建立通信时,对于原来的盲节点二维参数估计来说,CRB方差下限界的总和降低,原来坐标估计的平均方差界减少。本文还比较了基于RSS和TOA的CRB和最大似然估计MLE的方差,得出结论: Cramer-Rao下限界给定了任何无偏估计的最小可获得方差,Cramer-Rao下限界优于最大似然估计得出的方差。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
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