基于DV-Hop的无线传感器网络节点定位算法研究

发布时间：2017-04-20 02:00

  本文关键词：基于DV-Hop的无线传感器网络节点定位算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络应用中一些监测数据只有在节点能准确定位的情况下才有实际意义,高精度和低能耗的节点定位算法是人们在一直研究探索的目标。无线传感器网络节点定位算法按照是否需要测量节点间的实际距离分为基于测距的定位算法和无需测距的定位算法,无需测距的定位算法由于其简单、易于实现和对硬件要求低等特点受到越来越广泛的关注。 无线传感器网络中无需测距定位算法中最典型的算法为DV-Hop算法,其核心思想是用每跳平均距离与跳段数的乘积作为节点间的估计距离,最后利用极大似然估计法求得未知节点的坐标。本文主要对DV-Hop算法的误差来源做了分析总结,针对不同位置和不同数量的锚节点对未知节点定位误差的不同影响,提出了一种基于最优锚节点的改进算法—DV-Hop_Boan (DV-Hop based on optimal anchor nodes)。最后使用Matlab进行了仿真实验,实验结果表明：新提出的定位算法相比于DV-Hop算法,能够将未知节点的定位误差平均降低10%左右；并且由于对节点通信半径的要求较低,可以有效的节省能量；同时,随着锚节点比例的变化,改进算法具有较好的鲁棒性。
【关键词】：无线传感器网络 节点定位 DV-Hop算法 误差分析 最优锚节点
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 提要4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题研究目的和意义13-14
• 1.4 本文的主要工作14
• 1.5 本文的组织结构14-15
• 第2章 无线传感器网络及其定位技术15-31
• 2.1 无线传感器网络体系结构及特点15-18
• 2.1.1 无线传感器网络的体系结构15-17
• 2.1.2 无线传感器网络的特点17-18
• 2.2 无线传感器网络的关键技术18-20
• 2.3 无线传感器网络节点定位的基本原理20-24
• 2.3.1 基本概念描述20-21
• 2.3.2 节点定位的计算方法21-24
• 2.4 无线传感器网络节点定位算法24-29
• 2.4.1 典型的基于测距的定位算法25
• 2.4.2 典型的无需测距的定位算法25-29
• 2.5 定位算法的性能评价指标29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 DV-Hop算法及其误差分析31-40
• 3.1 DV-Hop算法详细过程31-34
• 3.2 DV-Hop算法误差来源分析34-36
• 3.2.1 外部因素导致的误差34-35
• 3.2.2 内部因素导致的误差35-36
• 3.3 误差来源归纳总结36-37
• 3.4 仿真实验及实验结果分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 基于最优锚节点的DV-Hop_Boan算法的设计与实现40-50
• 4.1 DV-Hop_Boan算法的基本思想40
• 4.2 阈值的设计思想及仿真实验40-46
• 4.2.1 感知区域大小、通信半径与阈值的关系41-42
• 4.2.2 未知节点与锚节点连通度对阈值的影响42-43
• 4.2.3 锚节点比例的变化对阈值的影响43-45
• 4.2.4 阈值中因子的确定45-46
• 4.3 阈值的计算公式46
• 4.4 DV-Hop_Boan算法的具体步骤及流程图46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 DV-Hop_Boan算法的仿真实验及性能分析50-57
• 5.1 DV-Hop_Boan算法的仿真实验50-53
• 5.1.1 仿真实验目的及实验环境50-51
• 5.1.2 仿真实验相关实现细节51-53
• 5.2 DV-Hop_Boan算法的性能对比分析53-56
• 5.2.1 不同锚节点比例53-54
• 5.2.2 不同通信半径54-55
• 5.2.3 不同大小和不同形状的感知区域55-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第6章 总结与展望57-59
• 6.1 研究工作总结57
• 6.2 未来研究方向57-59
• 参考文献59-64
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果64-65
• 致谢65

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