无线传感网中基于非测距的节点定位技术及改进方案

发布时间：2017-06-22 20:16

  本文关键词：无线传感网中基于非测距的节点定位技术及改进方案，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络(WSN)是当今一个非常热门的研究方向,随着技术的飞速发展,其应用前景被一致看好。节点定位技术是无线传感器网络中最基础也是最重要的底层技术之一。节点定位技术按照测距与否可分为距离相关和距离无关。本文着重研究了基于非测距的节点定位技术,具体来说有以下几点:(1)研究介绍了一些经典的定位技术,包括距离相关和距离无关的定位技术。其中重点介绍了几种距离无关定位技术。(2)针对DV-Hop定位算法中可能存在的锚节点近似共线问题,提出了一种基于锚节点共线度的节点定位技术。利用锚节点间的精确距离对未知节点到锚节点的估计距离进行修正,并引入了锚节点共线度的概念。根据共线度阈值选用拓扑质量好的锚节点集合进行定位,对每个集合所计算出的坐标值赋予相应的权值,最终得到较为精准的未知节点坐标。实验仿真结果显示相比原DV-Hop算法,该定位技术的定位误差有了明显的下降。(3)针对非测距定位技术中存在的跳数误差问题,提出了一种基于相对距离的定位技术,主要是使用公共邻居节点数表示两节点的相对邻近程度。受到DV-Hop算法思想的启发,由锚节点间的欧式距离信息引入修正因子对相对距离进行修正。然后构造基于误差的目标函数,将求解未知节点坐标问题转化为全局优化问题,并运用量子粒子群算法计算得到最优解。仿真结果表明了无论在节点均匀分布或是不均匀分布的网络中,该定位技术均有不错的定位性能。
【关键词】：无线传感器网络 节点定位技术 距离无关 DV-Hop算法 量子粒子群算法
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 无线传感器网络概况8-11
• 1.3 定位技术的研究背景与现状11-12
• 1.4 论文的主要研究工作及创新点12-13
• 1.5 论文的组织结构13-14
• 第二章 无线传感器网络概述和节点定位技术14-24
• 2.1 无线传感器网络中的基本概念14-15
• 2.2 无线传感器的网络体系及关键技术15-17
• 2.2.1 无线传感器网络的体系结构15-16
• 2.2.2 无线传感器网络中的关键技术16-17
• 2.3 节点定位技术基础知识17-23
• 2.3.1 节点定位技术的分类17-18
• 2.3.2 节点定位技术的性能评估18-19
• 2.3.3 节点定位基础数学原理19-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 无线传感器网络中经典定位算法24-33
• 3.1 基于测距的定位算法24-26
• 3.2 基于非测距的定位算法26-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 基于锚节点共线度的节点定位技术33-44
• 4.1 DV-Hop算法的流程和误差分析33-35
• 4.2 估计距离和锚节点共线度35-38
• 4.2.1 估计距离的修正35-36
• 4.2.2 定位锚节点的拓扑分析36-37
• 4.2.3 锚节点的共线度37-38
• 4.3 改进技术的流程38-39
• 4.4 改进定位技术的仿真与分析39-43
• 4.4.1 实验参数设定39-40
• 4.4.2 DC值的影响40-41
• 4.4.3 仿真结果与分析41-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 基于邻居节点数和QPSO的定位技术44-56
• 5.1 公共邻居节点44-46
• 5.2 量子粒子群优化算法（QPSO）46-50
• 5.2.1 标准粒子群算法47-48
• 5.2.2 量子粒子群算法48-50
• 5.3 改进技术的具体步骤50
• 5.4 实验仿真50-55
• 5.4.1 均匀部署51-53
• 5.4.2 非均匀部署53-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 全文总结56-57
• 6.2 未来的展望57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61

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