基于信标优化的无线传感网络定位算法研究

针对传统无线传感器网络节点定位精度低、能耗大及适应性不强等缺陷,提出了一种基于信标优化的无线传感网络定位算法ConDV-Hop.该算法采用贡献因子对信标节点进行优化选择,使过程累积误差大大减少,利用反馈思想引入修正系数对待定位节点的初始估算位置进行修正,有效地克服了定位精度对网络拓扑的依赖.仿真实验结果表明,ConDVHop算法在均匀网络和非均匀网络中都表现出良好的性能,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案.     

基于多通信半径的加权DV-Hop改进算法

针对网络拓扑结构不规则的无线传感器网络中经典DV-Hop定位算法计算未知节点位置存在较大误差的问题,提出一种基于多通信半径修正跳数,加权修正未知节点平均跳距的改进算法。首先对通信半径进行分级细化,利用多级通信半径修正信标节点到信邻节点的跳数信息。再根据信标节点与未知节点的距离,对能与未知节点通信的每个信标节点进行平均跳距加权处理,并将每个加权后的平均跳距参与未知节点平均跳距的计算,使未知节点的平均跳距更符合实际网络情况。仿真结果表明,在相同的网络拓扑结构下,改进的定位算法有效提高了传感器节点的定位精度。     

基于多移动信标的DV-Hop定位算法

针对传统DV-Hop定位算法严重依赖拓扑结构的问题,提出一种基于多移动信标和DV-Hop的定位算法MMB-DV-Hop。利用多个移动信标遍历整个DV-Hop定位网络,并且这些信标保持一定的相对位置关系,使用RSSI技术测距并为未知节点提供距离信息以辅助定位,从而有效结合基于测距和基于非测距2种算法的优势。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法能减少约10%~15%的归一化平均定位误差,不仅降低对网络拓扑结构的依赖,而且减少了距离估计误差对定位精度的影响,从而提高平均定位精度。     

基于OMNeT++平台的DV-Hop定位算法改进

无线传感器网络中经典定位的DV-Hop算法进行了研究.针对该算法定位误差较大的问题,提出了改进方法:利用RSSI测距来确定与信标节点距离较近的未知节点的位置,将其升级为信标节点,从而增加信标节点的数目,在一定程度上改善因远离信标节点定位误差较大的现象;在计算未知节点坐标时,采用自由搜索的算法代替误差较大的三边测量法.通过OMNET仿真证明:改进后的算法性能稳定,在相同信标节点比例下,算法的定位误差相较于传统的DV-Hop算法减小了13.5％左右.     

一种自适应煤矿井下环境的加权质心节点定位算法

为提高煤矿井下无线传感器网络节点定位精度,提出了一种自适应煤矿井下工况环境的加权质心节点定位算法;在信标节点双链式部署结构的基础上,首先利用未知节点周围RSSI信号强度最大的信标节点之间的位置信息和信标节点的平均RSSI值自适应地估计环境参数,再应用无线信号强度衰减模型计算未知节点到信标节点的距离,最后采用加权质心定位算法的平均值确定最终的节点位置坐标;仿真实验结果表明,所提出方法的平均定位误差为0.94m,有效降低了环境因素及RSSI的随机性对定位精度的影响,可用于煤矿井下无线传感器网络节点实时定位系统中。     

基于半监督拉普拉斯映射的移动定位算法

在无线传感器网络节点移动定位过程中,网络拓扑结构不断进行更新,以致影响预测模型的精确度。为此,提出一种基于拉普拉斯映射的移动定位算法。分析无线传感器网络的布局特点,引入局部拓扑结构和非信标节点信息,将节点定位问题放在半监督框架中进行研究。实验结果表明,与同类算法相比,该算法提高了预测模型的泛化能力和节点的定位精度,具有更高的稳定性。     

基于多信标的无线传感器网络节点定位算法

基于信标的节点定位算法是无线传感器网络领域的一大研究热点;对于圆周型分布的信标组,发现最优的信标个数为5,且1个位于圆心,其余4个均匀分布在圆周上;针对矩形ROI,利用信标组可定位区域为正方形的优势,将整个网络划分为栅格,采用旅行商算法获取信标的最优移动路径;基于五信标节点定位模型提出一种新颖的区域分割质心定位算法(RDCLA),通过3组RSSI值比较,将节点锁定到某个三角形区域内,采用质心算法定位节点;该算法原理简单,计算复杂度低,与网络拓扑结构无关;仿真结果表明,较之TCLA和WCLA定位精度有较大的提升,且适用于各种规模的无线传感器网络.     

一种新的基于非测距的无线传感器网络三维定位算法

针对无线传感器网络在空间、海洋等三维场景下的应用,提出了一种基于非测距的分布式三维定位算法(DRFP-3D).该算法无需测量节点间的实际距离,只需要锚节点广播它们自身的信标信息,在锚节点一跳通信范围内的未知节点接收并存储监听到的信标信息,并根据这些信息估计自身位置.与现有的基于非测距的三维定位算法相比,该算法的通信开销和定位误差均比较小,且对网络拓扑结构具有一定的鲁棒性.仿真结果表明,在500 m×500 m×50 m的三维空间内,随机放置20个锚节点,ANR=4,就能对97%的节点进行定位,其平均定位误差仅为20%左右.     

基于跳数修正与LM优化的DV-Hop改进算法

针对DV-Hop定位算法在节点分布不均匀的传感器网络拓扑环境下,跳数与跳距估计存在误差的问题,提出了一种名为ILDV-Hop的改进算法。首先基于信标节点间估计距离与真实距离的差值,提出了一种全网络的有效跳距。其次在信标节点与未知节点间多跳计算过程中增添了修正值,同时利用接收信号强度指示(RSSI)值优化单跳值的大小。最后采用列文伯格-马夸尔特算法估计未知节点的最优位置。仿真结果表明,与传统DV-Hop算法以及基于拟牛顿迭代的DV-Hop算法相比,ILDV-Hop算法的定位误差分别减小了23%与10%左右,定位精度有了显著的提高。     

WSN中移动信标辅助的加权质心定位算法

质心算法是一种简单易实现的节点定位方法,但是它的定位精度多依赖于网络中信标节点的密度和分布。针对质心算法这一缺陷,本文提出了一种移动信标节点辅助的加权质心定位算法(MBAWCL)。该算法采用一个飞行的移动信标节点在网络部署区域上空按照设定的路径移动并周期性的广播自己的位置信息;未知节点对所接收信标信号采取一定的筛选机制存储信标信号,然后利用加权质心(WCL)方法计算自己的位置。实验测试证明该算法可以提高节点的定位精度,降低定位成本,提高定位效率。     

Grid-Scan算法定位误差和定位率的改进

针对Grid-Scan算法定位率及定位精度较低的问题,提出了一种基于虚拟锚节点的Grid-Scan定位算法。具体做了3个方面的工作：有邻居锚节点的未知节点只利用邻居锚节点进行定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;没有邻居锚节点的未知节点利用虚拟锚节点完成定位;锚节点及虚拟锚节点与未知节点采用不同的通信半径进行扫描并完成定位。仿真结果表明,相比传统算法,改进算法的定位精度和定位率分别平均提高了约6.35%和23.37%。     

无线传感器网络中一种改进DV-Hop节点定位方法

基于无线传感器网络中的典型range-free定位算法DV-Hop的特点，提出了该算法的一种改进策略．主要原理是将共线度概念引入到导标节点选择阶段，并在此基础上提出了一种基于网络局部拓扑的自适应共线度阈值确定方法．改进算法的特点在于不仅考虑了导标节点之间的拓扑关系，而且考虑了未知节点与导标节点之间的关系．仿真结果表明，改进算法与原算法相比，对不规则网络拓扑表现出了较好的可靠性和鲁棒性，尤其是在导标节点比例较低及网络拓扑稀疏的情况下．     

无线传感器网络DV-HOP定位算法的改进

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注.在深入研究分析无线传感器网络DV-Hop定位算法和部分已有改进算法的基础上,提出了一种新的改进算法.针对DV-Hop算法在未知节点到信标节点距离计算中的不足,该算法对信标节点的平均每跳距离做出改进;并对可参考信标节点数小于3的未知节点进行估计定...     

DV-Hop算法定位误差和覆盖率的改进

通过分析免测距的DV-Hop算法在定位精度及覆盖率方面的不足,提出一种改进的DV-Hop定位算法。规定只有在限定跳数内的信标节点信息才能被未知节点接收,并只有通过共线性检查证明信标节点的有效性,且有效信标节点数大于等于3时才能参与定位,分别用最小均方误差准则、归一化加权和总体最小二乘法(TLS)进行定位,然后升级已定位出的未知节点为信标节点,与最初的信标节点共同来定位其他未知节点。仿真结果表明相对于传统算法及现有的一种改进算法,本改进算法的定位精度和覆盖率有明显提高。     

基于模拟退火算法改进的DV-Hop 无线传感器定位算法

In the classical DV-Hop algorithm, the estimation of unknown point coordinates by the hop distance and least squares method will lead to large errors. To solve this problem, a weighting factor is introduced to correct the average hop distance, and a simulated annealing algorithm is used instead of the least squares method to solve the unknown node coordinates. The number of beacon nodes and communication radius are taken as variables to study the improvement effect. The experimental results show that the positioning accuracy of the improved positioning algorithm is significantly improved, and the error rate is significantly reduced with fewer beacon nodes and smaller communication radius, which has higher practical application value.     

面向非完全序列的水下三维传感网定位算法

针对三维空间节点定位精度低以及算法复杂度高的问题，提出一种面向非完全序列的水下三维传感网定位（NFSL）算法。该算法区别于传统基于序列定位算法，考虑更切实际的信标节点通信范围非全网覆盖的情况。首先，利用3D Voronoi图对三维定位空间进行区域划分，并确定虚拟信标节点以及其阶次序列；然后，根据由接收的信号强度指示（RSSI）所得的未知节点序列与信标节点序列的阶次相关系数得到"最邻近"信标节点并构建最邻近序列表；其次，设计针对非等长序列相似度的算法并利用该算法得到未知节点的非完全序列与最邻近序列表中各序列的阶次相关系数；最后，将该阶次相关系数作为权重实现对未知节点位置的加权估计。仿真实验以信标节点比例、通信半径、节点总数以及网络规模作为变量对NFSL与DV-Hop和质心算法的定位精度进行比较，仿真结果证明了该算法的有效性，且其定位精度随信标节点数的增加而大幅提高，与传统定位算法相比该算法定位精度最大可提高约23%。     

无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法

针对无线传感器网络中DV Hop定位算法在未知节点到信标节点距离计算中的不足，提出了一种改进算法。该算法考虑了未知节点到信标节点路径中相邻三个节点A, B, C组成的夹角∠ABC对距离的影响，根据与B相邻的A, C节点的邻节点集重叠度估算夹角的大小，从而更精确计算出距离，提高定位精度。     

基于遗传算法的WSN移动信标定位及路径求取

针对无线传感器网络中使用移动信标定位问题,提出了基于遗传算法的无线传感器网络移动信标定位及路径求取方法。首先根据区域面积计算出三重覆盖所需的发射信标位置的个数,用遗传算法优化求取信标发射位置,再用流浪旅行商算法获取遍历发射位置点的最优路径,在遍历时基于加权质心算法对传感器节点定位。实验结果表明,该方法可对传感器节点进行高效定位。     

基于跳数区域划分的DV-Hop改进算法

DV-Hop节点定位算法使用跳数乘以平均每跳跳距估算节点间的距离,而平均每跳跳距的估算精确度与网络的拓扑结构、节点密度、节点通信半径等参数都有关系。针对DV-Hop算法过程存在的不足,为减少定位误差,本文提出了一种基于跳数区域划分的DV-Hop改进算法,引入了RSSI测距技术和限跳机制,优化参与定位的信标节点组合,采用多次三边测量法,最后用质心法确定未知节点坐标。MATLAB仿真测试表明,在相同的检测环境下,改进后的算法与其他改进算法相比,能更有效地降低定位误差,提高定位精度。