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基于多维标度和距离校正技术的无线传感器网络定位研究

李婷雪  
【摘要】: 无线传感器网络集成了传感器技术、微机电技术和网络通信技术,是一种全新的信息获取和处理技术,具有广阔的应用前景。然而在包括定位技术在内的一些关键技术上,仍然存在着很多问题,这些问题的提出和解决对于无线传感器网络理论和应用的研究有着十分重要的意义。 节点定位问题是无线传感器网络组网和应用的关键问题。本文在分析总结了无线传感器网络定位技术研究的现状和发展趋势的基础上,选择基于测距的定位算法作为切入点,首先提出了两种距离校正方法——四边形距离校正法和调整权值距离校正法。四边形距离校正法假定邻居节点间的实测距离已知,利用节点间的几何关系,求出多跳节点间的距离估计值,再通过排除冗余解和测距误差的干扰进行距离校正。调整权值距离校正法是将信标节点间已知的实际距离和最短路径距离之间的关系转化为调整权值,再通过求得的最短路径距离表校正出信标节点一定半径范围内的节点间的距离。通过Matlab仿真,选择性能较优的调整权值距离校正法应用在定位算法中距离校正环节中。 其次,本文提出了一种基于多维标度和距离校正技术的分布式定位算法(MDC)。它可以很好地继承已有MDS定位算法的优势,弥补其不足。算法首先应用搜索算法将整个定位区域划分成多个局部定位区域,在每个定位区域中进行距离校正,然后将经典的MDS算法和SMACOF算法结合,在局部定位区域进行迭代,求出节点的局部相对坐标,最后利用信标节点信息融合所有的局部区域坐标图,得到节点的全局坐标。仿真结果显示,MDC算法较已有的MDS-MAP和MDS-MAP(P)算法在定位精度和抗干扰能力方面都有更好的表现,能够适应无线传感器网络基于节点定位的应用需求。


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