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。     

无线传感器网络DV-Hop定位算法的改进

在传统DV-Hop算法中,未知节点仅接收最近锚节点估计的平均跳距,增加了平均跳距估计误差,导致定位误差较大。针对该问题,提出一种改进的DV-Hop算法。该算法在计算未知节点到各锚节点的跳数和距离时,对未知节点接收的多个锚节点的跳段距离进行加权,获得较优平均跳距。同时修正定位得到的未知节点坐标,将已定位的未知节点升级为锚节点,并参与到其他未知节点的定位中。Matlab仿真结果表明,改进算法的定位精度比传统DV-Hop算法提高了10.26%~15.38%,较冯江等人提出的改进算法(计算机工程,2012年第19期)提高了2.0%~3.78%。覆盖率比传统DV-Hop算法提高了8.6%~12.7%,较张静等人提出的改进算法(计算机应用,2011年第7期)提高了约1.3%。     

锚节点稀疏的传感器网络节点自定位算法

针对Euclidean算法中定位精度及覆盖率受锚节点密度影响较大的问题,提出一种改进的分布式节点自定位算法。该算法将初始定位精度较高的节点升级为锚节点,未知节点根据更新的锚节点位置信息循环求精,并通过估计坐标值的方差来控制循环求精过程中的循环次数。仿真实验显示,改进定位算法在锚节点密度较低的情况下能有效提高定位精度和覆盖率,明显降低了对锚节点密度的依赖程度。     

Grid-Scan定位算法的虚拟锚节点策略改进

针对无线传感器网络中Grid-Scan算法定位精度较低的问题,提出了一种基于虚拟锚节点策略的Grid-Scan定位算法。具体做了三个方面的工作：对未知节点设置可定位阈值,邻居锚节点数大于可定位阈值的未知节点使用Grid-Scan算法进行定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;邻居锚节点数小于可定位阈值的未知节点利用极大似然法完成定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;锚节点及虚拟锚节点共同参与对剩余未知节点的定位。仿真结果表明,改进算法在不同锚节点密度、不同通信半径和不同栅格大小的网络中以及通过不规则传播模型后都具有较好的定位精度。     

无线传感器网络局部协同定位算法

针对无线传感器网络中距离定位算法精度和覆盖率低的问题,提出了局部协同定位算法(LCLA)。该算法通过对节点路径损耗指数的局部计算,将通信中受到环境或者障碍物影响的锚节点判定为无效锚节点;同时引入协同定位思想,将满足误差要求的已定位节点升级为锚节点,并参与其他未知节点的定位,以提高定位的覆盖率。节点定位时,若收到多个锚节点信号,优先选取初始的有效锚节点对其进行定位;当有效锚节点个数不足以定位时,再选取升级后的锚节点,以减少累积误差,提高定位精度。仿真结果表明,局部协同定位算法在定位覆盖率和精度方面优于改进的接收信号强度指示(RSSI)定位算法、多维尺度分析(MDS-MAP)算法和协作定位算法。     

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%。     

基于次锚节点的无线传感器网络改进加权质心定位算法

针对加权质心定位算法（ WCLA）对锚节点数量要求较高和定位精度较低的缺陷,提出一种基于次锚节点的改进加权质心定位算法（ IWCLA-SAN）。该算法在加权因子中引入修正系数,以提高定位精度;同时,将基于粒子群优化（ PSO）的定位算法的未知节点升级为次锚节点,在锚节点数量有限的情况下,以提高定位精度和定位覆盖率。仿真结果表明：该算法能有效提高定位精度和定位覆盖率。     

一种改进的免测距节点定位算法研究

为了更好地解决无线传感器网络中节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,在分析现有免测距定位算法的基础上,提出了一种免测距的节点定位改进算法。对传统DV-HOP算法进行了三方面的改进：利用未知节点到锚节点的距离及节点通信半径为约束条件构造似然函数,确定未知节点分布的可能区域;依据未知节点到各邻居锚点的跳数对它估计的平均每跳距离进行加权处理,然后用各邻居锚节点加权处理后的平均点的平均每跳距离,最后通过最小均方误差准则优化这一估计值;当未知节点获得与其3个或3个以上邻居锚节点的距离后,首先运用进行三边测量法进行自身定位,其后升级为锚节点,向网络中传播自己的位置信息。参与下一个未知节点的定位过程中,实现了传统DV—HOD算法的改进。仿真结果表明了该节点定位算法的有效性。     

稀疏节点下APIT算法的一种改进

APIT定位算法对硬件要求不高,定位较精确,易于实现,被广泛应用于无线传感器网络定位系统,但存在因锚节点稀疏而带来的定位精度低的问题;对APIT算法进行了深入分析,通过引进新的算法(设置一个计数器比较判内判外的次数,然后比较其权重提高判别的准确率;或者利用计数器计算跳数最后用三边测量法估算位置)对其在节点稀疏环境下边缘地区无法定位的问题进行改进,并从节点比例方面比较了两种算法的定位精度和覆盖范围;在1000m*1000m范围内设置160个未知节点与80个锚节点并逐次改变锚节点个数进行仿真定位;结果表明,在锚节点稀疏情况下,改进的APIT算法定位精度和覆盖率均远高于传统APIT算法。     

基于移动锚节点的WSN节点定位方法

为提高WSN定位精度,提出一种带定向天线的移动锚节点定位算法。首先对WSN进行分层,锚节点可沿x轴和分层线移动实现对未知节点的遍历,在移动过程中等间隔距离旋转定向广播位置信息,未知节点根据接收到的锚节点坐标、方位角等信息确定自身位置。定位算法简单,无需测距,完全使用锚节点信息实现定位,仿真结果表明,该算法比典型的采用单个移动锚节点的SLWL算法具有更高的定位精度和定位稳定性。     

基于平均跳距的水下传感器网络节点定位算法

在分析DV-Hop定位算法优缺点的基础上,针对其平均跳距误差大的不足,提出一种基于平均跳距的水下传感器网络节点定位算法. 该算法对平均跳距进行两次改进. 首先,锚节点利用边界锚节点和其一跳邻居的锚节点计算平均每跳距离. 其次,未知节点收到各锚节点的平均距离广播分组包,根据其到各锚节点的跳数按权重比例公式计算出最终的平均每跳距离. 仿真实验表明,经过两次改进,该算法优于传统DV-Hop定位算法,提高了定位精确度.     

无线传感器网络自定位算法的研究

节点自定位技术是无线传感器网络的关键技术之一,文章主要针对DV-Hop算法中定位精度的不足提出一种基于功率控制的改进算法。将RSSI和DV-Hop相结合,把传统DV-Hop算法中的跳数用虚拟距离代替,通过实际距离与虚拟距离的比例来修正平均每跳距离。为了减小定位误差和提高定位覆盖率,该文将锚节点分布在区域四周,并且将已定位的未知节点升级为锚节点。经仿真结果表明,与传统DV-Hop算法相比,改进后的算法可以有效提高定位精度。     

改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

为了解决DV-Hop算法定位精度低的问题,提出一种分轮优化的改进DV-Hop定位算法。首先通过跳数阈值限制锚节点广播信息的范围;其次用每轮锚节点的平均每跳距离误差来修正锚节点的平均每跳距离;然后通过共线度检测区域,找出适合定位的锚节点组;再用三边测量法计算出参与定位的每组锚节点组的定位结果,用所有锚节点组定位结果的均值作为未知节点的估计位置;最后把本轮定位的未知节点升级为新的锚节点,进行下一轮定位。仿真结果表明,改进算法在不增加额外硬件开销的基础上,减小了定位误差,有效地提高了定位精度。     

改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

在无线传感器网络中,DV-Hop定位算法在计算未知节点到锚节点的距离以及相邻节点跳距时存在较大误差。为此,提出一种改进的DV-Hop定位算法。在未知节点到锚节点的路径中,考虑相邻3个节点组成的夹角对距离的影响,根据邻近节点重叠度计算夹角,引入网络平均连通度计算节点间的跳距,从而更精确地计算距离。仿真结果表明,改进算法可提高节点的定位精度和覆盖率。     

基于移动锚节点的改进DV-Hop算法

DV-Hop是一种典型的无须测距的定位算法,针对该算法在定位过程中存在的定位精度不高的问题,提出了一种基于移动锚节点的改进算法。利用锚节点的移动形成多个虚拟锚节点,有效减少了锚节点的使用数量;并在原算法基础上,修正平均跳距,使其更接近真实值。仿真结果表明:改进算法定位误差比传统DV-Hop算法平均降低了约 30%,大大提高了定位精度。     

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

DV-Hop定位算法是无线传感器网络实现无测距节点定位的一种典型方法,针对其定位精度和覆盖率的不足,提出了一种按节点优先级进行定位并升级为新锚节点的改进算法;该算法是从第二轮次开始增加一次新锚节点广播,由各未知节点根据自身所收到的新旧锚节点广播的多少来确定其优先级,选择该轮次中优先级最高的节点按DV-Hop算法实现定位并升级为新锚节点;仿真结果表明了该算法的有效性。     

节点分布对无线传感器节点定位性能的影响

为了提高无线传感器节点的定位准确性,针对当前算法没有考虑节点分布对无线传感器节点定位性能的影响,提出一种考虑节点分布的无线传感器节点定位算法。分析节点分布对无线传感器节点定位性能的影响,估计锚节点之间的实际距离和估算距离的误差,并采用DV-Hop算法进行初步定位,综合学习粒子群算法对DV-Hop算法的定位误差进行修正,采用多个实验对算法性能测试。实验结果表明,无论在节点分布均匀或分布不均匀条件下,该算法可以较好地修正DV-Hop算法定位误差,均明显提高了未知传感器节点的定位精度。     

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法在煤矿井下漏电事故中的应用

煤矿井下输电线路的实时监测中,漏电故障定位是供电系统保护的重要研究课题。针对井下无线传感器网络定位算法存在不准确的问题,提出了一种改进DV-Hop节点定位算法。首先通过计算锚节点组成的三角形面积,排除面积极小的锚节点组,避免锚节点近似共线的情况,完成了锚节点的优选方案;此外在粒子群算法的基础上结合遗传算法和混沌理论,提出了一种遗传混沌粒子群优化算法;最后利用改进的粒子群算法对DV-Hop算法定位得到的节点位置进行校正。经过仿真实验表明在相同的网络环境下,与传统DV-Hop算法相比,改进算法能够更有效地提高定位精度,从而更加准确地监测到煤矿井下漏电事故位置。     

基于二阶段差分演化的WSN节点定位优化

由于非测距的WSN节点定位算法DV-Hop定位精度不高,引入智能优化算法后有效提高了定位精度,但迭代次数过大,节点能耗相对过高,而在较少信标节点和较短的通讯信半径条件下,传统智能优化算法难以生效。针对这种情况,提出了基于二阶段的差分演化定位优化算法。仿真实验设计在100m×100m正方形的区域内,随机分布100个无线传感器节点,首先用DV-Hop算法进行第一阶段粗略定位,然后在第二阶段用差化演化算法对定位进行优化,为了对比各种算法在低能耗（很少迭代次数）下的表现,优化过程只迭代了10代,最后得到节点坐标。实验结果表明,算法能获得更好的定位精度和具有更好的稳定性。该算法在极少迭代次数的条件下,在信标节点稀疏和通信半径较短的特殊情况下,获得满意的定位精度和更好的稳定性。     

基于平均跳距估计的改进DV-Hop定位算法

传统DV—Hop定位算法只考虑了最近一个锚节点估计的平均每跳距离,而单个锚节点估计的平均每跳距离值无法准确地反映网络的实际平均跳距,导致定位误差较大。针对这一问题,提出一种基于平均跳距估计的改进DV—Hop定位算法。改进算法在计算未知节点到各个锚节点距离时,考虑到离该未知节点最近的锚节点到其它锚节点的距离及跳数的不同,计算出不同的平均跳距,使其更接近于实际平均跳距。仿真结果表明,与传统DV—Hop算法相比,改进算法在不需要增加节点的硬件开销的基础上能更有效地提高定位精度,并且算法简单,计算量小,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案。