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基于DV-Hop的无线传感器网络节点定位算法研究

李龙江  
【摘要】:无线传感器网络是集传感器技术、信息处理、嵌入式计算、微机电技术、无线通信及分布式信息处理技术等技术于一身的一种新兴信息获取和处理技术,它由大量具有感知、处理、存储和通信能力的传感器节点组成,这些节点对其监测区域内的对象进行数据采集、处理和存储,并将重要信息以无线自组织多跳的方式传输给观察者。在无线传感器网络各个领域的应用中,都需要传感器节点明确其自身的位置信息,网络节点的自定位技术成为关键技术之一。 DV-Hop定位算法定位是一种基于非测距的定位算法,具有无需额外硬件支持和定位精度较高等优点,是一种低成本的有效定位方案,在DV-Hop定位算法中,准确的估计平均跳距是提高定位精度的关键。平均跳距的估计依赖于锚节点间的传输路径,如果传输路径几乎是直的,那么估计的平均跳距误差较小,如果锚节点之间存在障碍物,估计的平均跳距存在较大误差。 本文对DV-Hop定位算法的存在的缺点进行分析并进行改进,改进后的定位算法在各向异性、任意的节点密度和低锚节点密度的无线传感器网络中获得较好的定位效果。主要工作如下: 1)针对DV-Hop定位算法在各向异性的网络中由于锚节点之间存在障碍物等因素导致传输路径大于欧氏距离、导致平均跳距估计不准确、产生较大的定位误差较大等问题,介绍了现有的几种改进方法。 2)针对DV-Hop在各向异性的网络中存在的问题,根据传输路径的弯曲角度与平均跳距之间存在的联系,提出了结合传输路径的弯曲角度对平均跳距进行修正的改进DV-Hop定位算法。 3)通过仿真实验,验证了改进的DV-Hop定位算法在各种传感器节点密度和锚节点密度以及各向异性网络中的定位精度都得到了改善。


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