无线传感器网络中基于MDS的迭代定位算法优化

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一.介绍了定位算法的分类,论述了一种基于多维标度的迭代定位算法.该迭代定位算法的初始值一般为随机值,该算法定位精度较高,具有一定的优越性,但存在着迭代次数多,计算量大的问题,很难在硬件资源有限的无线传感器网络节点中实现.针对这一问题,对算法进行了改进,将参考节点的质心坐标设置为迭代初始值.仿真结果表明:改进后的MDS迭代定位算法,迭代次数大大减少,定位精度显著提高.改进算法可应用到实际的无线传感器网络的定位系统中.     

基于粒子群优化的多维标度节点定位算法

针对无线传感网络节点定位易受外部环境影响的问题,提出一种基于粒子群寻优的多位标度定位算法。利用基于动态路径损耗指数的接受信号强度测距,建立距离矩阵,使用多维标度方法构建节点的相对坐标,通过四参数坐标转换模型得到绝对坐标,再用绝对坐标与实际坐标的差异度作为粒子群寻优的适应度函数,通过分群搜索,优化节点位置估计。仿真结果表明：改进算法对实际环境影响具有较好的鲁棒性,节点定位精度有了明显的提高,能够满足定位系统需求。     

基于PSO的无线传感网络节点定位算法

研究稀疏无线传感网络下异常节点的准确定位问题。在信息较少的空旷区域,无线传感网络的传感节点分布较为稀松,为方便计算,多采用多跳距离代替节点间的真实距离,导致距离计算存在较大误差,在传统的基于分布式加权距离定位算法建立的网络分布模型中,节点定位准确度低,导致节点定位误差较大。为了解决上述问题,提出了一种粒子群优化的多维标度节点定位算法。采用多维标度算法求得各未知节点的初始坐标,利用粒子群优化算法对其目标代价函数进行优化求得未知节点的真实距离坐标,准确定位节点。实验结果表明:改进算法在定位精度上有明显的提高。     

基于非度量多维标度的无线传感器网络节点定位算法

把统计学中的多维标度技术应用到无线传感器网络节点定位是一种新的思路.提出了NMDSRSSI(nonmetric multidimensional scaling and received signal strength indication)定位算法,它利用非度量多维标度技术直接根据无线信号强度值来进行节点的定位,省去了以往利用无线信号强度的定位算法中先把强度转换为距离再进行定位所带来的计算误差和计算量.无线信号强度受实际环境影响存在反射、多径传播等问题,理论和实验分析表明算法对此具有较好的适应性.仿真与真实传感器节点的实验结果显示算法取得了较好的定位效果.     

一种基于非度量多维标度的移动定位算法

稀疏无线传感器网络由于缺乏足够的距离和连通性信息,导致大多数定位算法无法有效工作.提出了一种非度量多维标度移动节点辅助定位算法--NMDS-LRA(M).该算法对移动节点运动轨迹抽样,添加拓扑约束关 系,然后利用奇异值分解计算节点相异性矩阵的逼近阵,从而有效解决了移动辅助定位问题,并且避免了以往移动定位算法中虚拟节点间距离误差较大对定位精度的影响.仿真分析表明,与以往算法相比,提出的算法有更好的定位精度,而且在较低网络连通度和不规则网络分布的条件下表现出更好的可靠性.     

基于混合粒子群优化算法的DV-Hop定位算法

针对无线传感器网络节点定位技术中DV-Hop算法的不足,利用混合粒子群优化算法对DV-Hop算法的位置估计进行校正,提出了一种CCPDV-Hop算法,该方法在不需要任何额外硬件设备和通信开销基础上,将未知节点定位问题抽象为高维最优化问题,并利用混合粒子群优化算法进行求解。仿真实验结果表明,改进的DV-Hop算法与传统方法相比,定位误差显著下降,定位精度和鲁棒性都有明显提高。     

基于移动锚节点的加权多维标度节点定位算法

针对无线传感器网络节点定位精度不足等原因,提出了一种基于移动锚节点的加权多维标度度节点定位算法,首先通过对移动锚节点的轨迹进行采样,添加虚拟锚节点,增加拓扑约束关系,将虚拟锚节点收集的信息与实际节点之间的信息构成距离矩阵,然后利用奇异值分解计算节点相异性矩阵的逼近阵,通过加权多维标度对节点进行定位.仿真实验表明:与MDS-MAP和MDS-MAP(P)算法相比,该算法具有良好的定位精度.     

无线传感器网络的一种多维标度绝对定位算法

由于测距误差的存在,锚节点在网络中的分布和部署密度对节点绝对定位的精度会产生一定的影响。尤其是在锚节点分布不均的情况下,算法难以实现高精度定位要求。为解决这个问题,探讨了Householder变换在无线传感器网络定位中的应用,并且将提出的绝对定位方法应用到多维标度定位中。实验结果表明,改进的算法可以降低锚节点分布对定位精度造成的不利影响,与原算法相比提出的算法有更低的时间开销和更好的定位精度。     

一种高精度无线传感器网络节点三维定位算法

针对电气设备故障监测的无线传感器网络节点定位需求,提出了NMDS-MEEF集中式三维定位算法。该算法采用一跳邻居节点相关信息参与每次迭代来进行定位计算,相较同类算法更为简单、实用。仿真结果表明,该算法很好地提高了节点定位精度,并且测距精度和锚节点密度对该算法定位精度的影响较小。     

分布式多维标度定位算法的研究

针对经典MDS-MAP定位算法在定位精度和算法复杂度方面的不足,提出一种分布式多维标度定位算法。改进后的算法加入了分簇的思想,将大规模网络分成多个具有簇首的局部网络。局部定位时,引入Hop-Euclidean算法,计算簇内节点间距离,再用局部网络融合算法将局部相对坐标图合并成全局相对坐标图。仿真分析表明,提出的算法在各向同性和各向异性网络中都有很好的定位精度,而且在定位精度提高的情况下可用于不规则网络,有利于网络的扩展,更适用于大规模密集型网络。     

一种基于SBL和APIT的混合定位算法

由于子区域分割粒度的限制,基于阶次序列的定位算法(Sequence-based localization,SBL)存在边缘区域节点定位误差较大和不能保证平均定位误差性能的问题。针对这些问题,提出了一种基于SBL和APIT的混合定位算法,利用APIT信标三角形切割SBL算法子区域,减小子区域面积,实现了分割粒度的细化。通过预先进行系统训练,优化了混合算法的加权系数,进一步提升了算法的定位精度。仿真结果表明,相比于原算法,所提出的混合算法有效地提升了边界区域节点的定位精度,其平均定位误差降低了17.9%,使基于阶次序列的定位算法的定位精度得到了有效改善。     

基于决策思想的微粒群三维定位算法研究

为了进一步提高微粒群定位算法的收敛速度和定位精度,提出了一种采用个体决策思想的微粒群三维定位算法,首先对每个微粒进行评价并分配不同的惯性权重,然后利用个体历史位置及其适应值信息进一步优化每个微粒的个体历史最优位置,弥补了微粒群算法对个体历史经验信息利用不足的缺陷.仿真结果表明,改进算法能够以更高的精度和较少的迭代次数定位未知节点,与标准微粒群定位算法和典型的定位算法相比表现出了较好的性能.     

基于误差修正的DV-Hop传感器节点定位算法

传统的DV-Hop传感节点定位算法,估计未知节点与各锚节点之间距离是用跳段距离代替直线距离.在实际网络定位环境中,未知节点和锚节点之间多数是折线连接.当平均每跳距离的估计值与实际值的偏差较大时,未知节点到锚节点之间估计距离与实际距离之间的误差会增大.为解决上述问题,提出一种粒子群优化算法修正DV-Hop算法定位误差的传感器节点定位方法.采用DV-Hop算法估计待测节点和锚节点之间距离,通过三边测量法确定节点的位置,并将传感器节点定位问题转换成一个多约束优化问题,最后通过粒子群优化算法对定位误差进行修正,并通过仿真对其性能进行测试.仿真结果表明,相对传统DV-Hop算法可大幅度提高传感器节点定位精度,符合无线传感器网络定位需求,具有较好的应用价值.     

基于粒子群算法的WSN路径优化

采用粒子群算法对无线传感器网络进行路径优化,为了克服粒子群算法运算后期群体的多样性可能会有所下降的问题,对粒子群算法的各个环节进行分析与改进,设计并增加变异算子。仿真实验的结果表明,使用该算法能找到无线传感器网络有效的优化路由,解的质量优于传统的粒子群算法与遗传算法,而且在成功率方面也有所提高。     

改进蚁群算法的无线传感器网络路径优化

研究无线传感器网络路径优化问题,针对无线传感器网络(WSN)路径优化问题,在分析了遗传算法和蚁群算法各自优缺点的基础上,通过把蚁群算法作为WSN路径优化的主框架,采用遗传算的选择、交叉和变异算子提高蚁群算法搜索速度,提出一种改进蚁群算法的WSN路径优化方法。仿真结果表明,改进蚁群算法有效地克服了基本蚁群算法的缺陷,提高了WSN路径优化效率和成功率,减少了能理消耗,有效延长了网络生存时间。     

基于空间锥体模型WSN节点定位算法研究

研究无线传感器网络节点在空间定位精度问题,针对无线传感器无法获取特定的节点的位置,传统的定位算法受到外界因素、测量距离误差和部署节点不合理性以及节点能量过快消耗,使定位和测距存在定位精度不高和计算量大等弊端。为解决上述问题,提出一种空间锥体模型下的WSN节点定位算法。通过仿真对目标参数测距量化和锚节点与求知节点空间几何关系的计算,对其求解结果进行迭代求解,从而降低了测距误差,提高了节点定位精度,避免了因距离误差和节点能量过早耗尽。仿真结果表明,算法有效地减少网络节点间通信开销,延长了网络生存周期,增强了定位精度的鲁棒性和稳定性。     

基于APIT的无线传感器网络混合定位算法

针对近似三角形内点测试法(Approximate Point-In-Triangulation Test,APIT)定位精度与覆盖率不足的问题,提出了一种基于APIT与遗传算法混合的无线传感器网络定位算法.该算法通过比较分割法优化APIT算法提高定位精度,并通过遗传算法提高定位覆盖率.通过仿真对比分析,该算法相较于APIT算法定位精度提高21.62％,定位覆盖率提高4.87％.     

能量平衡和树型路由的AODVjr改进算法研究

在短距离无线通信技术的研究中,ZigBee的AODVjr算法在保持了AODV的原始功能的基础上,只选择最佳路由路径传输.但由于每个节点需保存路由表,因而增大了路由成本,并且上述算法未提出有效的措施来维持整个网络的能量平衡.确保节点不过度使用或经常空闲对低速率无线网络的节能优化尤为重要.为此提出一种基于能量平衡和树形结构的AOD-vjr改进算法.新算法首先判断传输数据类型,根据不同类型数据采取不同路由发现过程,然后在转发数据选择下一跳路由节点时要估计所有可选路径节点的剩余能量.为避免某些能量低的节点快速耗尽剩余能量而停止工作,在可选路径中选择剩余能量最多的节点完成数据的转发,从而控制网络能量的平衡.仿真结果表明,改进的AODVjr路由算法可有效减少网络开销,延长网络寿命.     

基于画图算法的WSN节点定位算法

针对无线传感器网络的节点定位问题,提出一种新的基于类Kamada Kawai画图算法的无线传感器网络节点定位算法,将无线传感器网络节点定位问题转化成画图问题,用经典的画图算法求得问题的最优解,从而实现对节点的定位。仿真实验结果表明,该算法收敛速度快、定位精度高、能够获得较好的效果。     

一种改进的煤矿井下无线传感器网络定位算法

针对煤矿井下巷道狭长,传感器节点分布不均匀,环境恶劣,井下人员定位不明确。传统算法定位精度不高。为此,提出一种改进DV-Hop的煤矿井下节点定位方法,利用无线信号同种介质中传播速度不变性,并利用节点间数据包传送时间对未知节点的估计距离进行修正。实验结果表明,改进算法有效地提高了无线传感器网络节点的定位精度,减少了定位误差,更加适合于类似于煤矿井下场景的定位需求。