无线传感器网络混合测距定位算法研究

发布时间：2017-05-14 19:19

  本文关键词：无线传感器网络混合测距定位算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)许多应用和网络服务来说,将感知信息和其所发生的位置相结合是至关重要的,例如火灾救援及预警、机器故障、战场监测等应用,不知道传感器节点位置而感知的数据是没有意义的。测距准确性是影响Range-based无线传感器网络定位算法精度和可靠性的重要因素,本文围绕基于RSSI和TOF混合测距的定位算法开展创新性工作：首先,根据国内外最新研究工作,本文综述了基于测距的无线传感器网络定位算法的研究现状,并且对无线传感器网络的结构和特点,以及实际应用中无线传感器网络定位存在的问题进行了阐述与分析,重点对基于测距的定位算法中的关键技术进行论述：其次,针对基于接收信号强度(Receive Signal Strength Indication, RSSI)的无线传感器网络定位算法存在易受环境因素干扰、定位精度低等缺点,提出了新的混合测距方法,分别通过分段结合和加权融合的方式将RSSI与TOF混合,提高测距精度；通过理论推导,给出了混合测距方法的克拉美-罗下界(Cramer-Rao lower bound, CRLB),求解出其最优值,为定位算法的分析与设计提供理论依据；最后,提出了基于混合测距的多维标度定位算法,构造相异性距离矩阵,通过双中心化奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)计算节点的位置坐标,然后比较了基于混合测距定位算法和RSSI和TOF单一测距定位算法的性能,仿真结果表明：使用混合测距定位算法的定位误差明显小于同种条件下单一测距定位算法的定位误差,同时混合测距定位算法的定位误差拥有更稳定的收敛性。
【关键词】：无线传感器网络 定位算法 混合测距 克拉美-罗下界 多维标度
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究背景7
• 1.2 基于测距定位算法的国内外研究现状7-10
• 1.2.1 基于接收信号强度的测距技术8-9
• 1.2.2 基于飞行时间的测距技术9-10
• 1.3 论文研究思路与内容安排10
• 1.4 本章小结10-11
• 第二章 无线传感器网络基于测距的定位算法11-19
• 2.1 无线传感器网络概述11
• 2.2 无线传感器网络定位简介11-13
• 2.2.1 基本概念11
• 2.2.2 定位技术的评价标准11-13
• 2.3 定位系统13-14
• 2.4 基于测距的无线传感器网络定位算法14-17
• 2.4.1 基于时间的测距技术14-15
• 2.4.2 基于接收信号强度的测距技术15
• 2.4.3 基于到达方向角的测距技术15-16
• 2.4.4 三边测量定位法16
• 2.4.5 MDS-MAP定位算法16-17
• 2.5 对测距数据的初步分析17-18
• 2.6 本章小结18-19
• 第三章 TOF&RSSI混合测距定位算法及其克拉美-罗下界理论分析19-27
• 3.1 数据滤波处理19-20
• 3.2 TOF&RSSI混合测距定位算法20-22
• 3.2.1 RSSI&TOF组合测距定位算法21
• 3.2.2 RSSI&TOF加权测距定位算法21-22
• 3.3 混合定位算法的克拉美-罗下界理论分析22-26
• 3.3.1 TOF定位算法的克拉美-罗下界22-23
• 3.3.2 RSSI定位算法的克拉美-罗下界23-24
• 3.3.3 RSSI&TOF混合定位算法的克拉美-罗下界24-25
• 3.3.4 仿真结果25-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 基于混合测距的MDS定位算法27-35
• 4.1 基于多维标度分析技术的定位算法27-30
• 4.1.1 经典MDS算法27-28
• 4.1.2 MDS-MAP定位算法28-29
• 4.1.3 MDS-MAP(P)定位算法29-30
• 4.2 定位过程仿真分析30-35
• 4.2.1 仿真场景30-31
• 4.2.2 混合测距算法结合MDS-MAP定位算法的实现31-33
• 4.2.3 锚节点数量与定位效果的关系33-35
• 第五章 总结和展望35-36
• 致谢36-37
• 参考文献37-39

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 常华伟;王福豹;严国强;黄亮;;无线传感器网络的TOF测距方法研究[J];现代电子技术;2011年01期

2 周正;无线传感器网络的节点自定位技术[J];中兴通讯技术;2005年04期

  本文关键词：无线传感器网络混合测距定位算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：366050