基于运动轨迹捕捉与正交覆盖的WSN节点定位算法

发布时间：2021-06-07 23:40

　　传统无线传感器网络（WSN）节点定位算法难以适应节点快速移动的高拓扑变化环境,导致识别误差较大。针对该问题,提出一种基于运动轨迹捕捉与正交覆盖机制的WSN节点定位算法。利用捕捉锚节点射频强度的方法对节点运动轨迹进行覆盖定位,获取性能最佳的锚节点及其坐标,改善因锚节点失效或信号强度弱导致的弱定位现象。在此基础上,采用拉格朗日插值函数设计运动轨迹捕捉方法,联合纵向及横向坐标维度进行节点运动矢量的精确捕捉,在精度可控的条件下实现对下一时刻节点坐标的初步预测,优化锚节点对运动节点的区域覆盖。同时利用正交覆盖方式设计基于过滤机制的区域优化方法,提高覆盖区域坐标抽样和网络信号定位精度。仿真结果表明,与2S-HGR机制和TDLM机制相比,该算法具有较好的动态路径捕捉效果与坐标定位准确性。 

【文章来源】：计算机工程. 2020,46(03)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

本文算法流程

在实践中,式(1)所示模型可以直接通过节点进行计算,当仅当信道噪声强度过高时失效。因此,通过该模型可直接获取当前节点的覆盖范围d。由于路径呈现多条时,节点接收到的信号会呈现泊松分布特性[10],因此仅需要获取最大覆盖范围即可,如图2所示。覆盖范围d可由式(2)获取[11]。

当网络总体节点密度较高且节点移动速度较快时,获取的定位距离不仅波动范围较大而且可能处于不断下降的态势,如文献[10]所提及的100个/m2的节点密度、移动速度均大于2 m/s的情况。由图3可知,定位精度随着节点运动时间的不断增加而呈现强烈波动,定位误差呈现稳定性较差的趋势,显然网络的定位效果也出现了一定的波动,因此,需要采取必要的精度修正措施。1.2 基于拉格朗日插值法的节点运动轨迹捕捉


本文编号：3217529