基于圆盘散射模型的无线传感网定位方法研究

在非视距传播（NLOS）环境下,基于圆盘散射模型来构造和引入NLOS误差符合实际的多径通信场景。利用已知锚传感器节点测量得到的电波到达时间和电波到达角等信息对未知节点位置进行定位估计。将圆盘散射模型细化为两种建模,即以未知节点为中心的散射体圆盘模型和以锚节点为中心的散射体圆盘模型,对各模型有针对性的提出定位思路和方法。进行计算机仿真,实验结果表明所提出的定位方法较传统的多种定位法具有更小的定位误差,定位精度较高。同时所提出的定位法不受圆盘散射半径的增大对定位误差的恶化影响,鲁棒性较好,适用面广。     

基于遗传算法的无线传感网精确定位方法

基于以未知节点为中心的散射体圆盘模型,通过测量电波到达时间和电波达到角信息,对未知节点及其周围的散射体进行初步估计,然后通过反算得出估计的距离值,选取含较小NLOS误差的TOA测量值组,进行数值修正处理,并建立以未知节点为变量的似然函数,最后利用遗传算法对此非线性似然函数寻优求解得到未知节点坐标。计算机仿真结果表明,所提定位方法能有效地抑制NLOS误差,较传统定位方法提高了定位精度,且鲁棒性较好。     

NLOS环境下无线传感器网络TOA定位算法

针对现有定位算法定位精度低、适用场景少的问题,提出一种非视距传播（NLOS）环境下的无线传感器网络电波到达时间（TOA）定位算法。对未知节点位置进行初步估计,将该估计值作为初始迭代参考点,利用泰勒级数展开法进行迭代计算,得到未知节点位置的二次估计值。使用二次估计值反推得到未知节点与各传感器锚节点的近似距离,将原始TOA测量距离与该近似距离之差作为非视距传播误差值,从而剔除NLOS误差较大的TOA测量组,利用误差修正后的TOA测量组再次进行泰勒级数迭代处理,实现未知节点的精确定位。仿真结果表明,该算法可有效抑制NLOS误差,相比传统定位算法,其定位误差小、定位精度高。     

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。     

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.     

一种基于约束策略的无线传感器网络定位算法*

节点定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一,对于无线传感器网络的基本理论方法和应用研究都具有重要意义。在深入研究分析距离无关定位算法的基础上,提出了基于约束策略的无线传感器网络定位算法。该算法无须测距,采用跳数估计节点间距离,并针对未知节点到锚节点距离计算中的不足,对锚节点的平均每跳距离作了修正;在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围内的锚节点对其所在位置进行约束。仿真结果表明,该算法具有较好的性能,比已有算法的定位精度有所提高。     

一种改进的LS-SVR定位算法

研究无线网络传感器节点定位技术问题,根据特征量重要度最小二乘支持向量回归(LS-SVR)的定位方法,为提高可靠目标跟踪效果,提出了一种改进策略.算法的主要思想是:根据已知锚节点坐标信息,通过对探测区域网格化采样,得到包含未知节点到各锚节点的距离和未知节点坐标的训练样本集,利用LS-SVR训练得到定位模型,定位时以用多个锚节点的平均每跳距离的平均向量作为模型的输入,将模型输出作为未知节点的估计坐标.仿真结果表明,算法在不需要增加节点的硬件开销的基础上提高了定位精度,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案.     

协作式无线传感器网络节点定位算法的研究

提出了一种在三个锚节点的条件下基于到达角的测距方法,利用节点之间的几何关系实现传感器网络中未知节点的定位。通过仿真验证该方法能够对未知节点进行有效的定位;同时,该方法仅依赖到达角信息来确定节点的位置,从而降低了处理的复杂度、节省了节点的能量、提高了节点的寿命。     

基于Monte Carlo的无线传感器网络定位算法

无线传感器网络节点自身定位技术是无线传感器网络关键技术之一。针对目前各种定位算法存在定位精度较低的问题,提出了一种基于Monte Carlo方法的定位算法,该算法利用粒子到锚节点的距离计算各粒子的权值,通过滤波不断更新粒子的集合,使粒子收敛到未知节点的位置。对非视线情况、不同锚节点个数、迭代次数及粒子数进行了定位过程仿真,并和极大似然估计定位算法进行了定位结果比较。结果表明:该算法充分利用了对节点位置估计的有效信息,一定程度上抑制了非视线误差的影响,定位精度高,稳定性好。     

基于加权处理的三边测量定位算法

定位技术是无线传感器网络的关键技术之一,传统三边测量定位算法利用三个锚节点一次确定未知节点的位置坐标,而单次估算的坐标值无法准确反映未知节点的实际位置。提出了一种以RSSI值和通信质量为权值的锚节点选择算法,筛选对未知节点影响力大的锚节点用于节点定位计算。在此基础上,使用角度权重函数综合多次估算的未知节点坐标信息,进而确定未知节点位置坐标。仿真结果表明,与原三边测量定位算法相比,改进算法对锚节点随机分布有较高的鲁棒性,定位精度有较大提高。     

网络中影响实时业务质量问题节点的定位

首先分析了现有的网段定位方法的不足,然后在分析实时业务流之间时延相关性的基础上提出了一种定位影响实时业务质量问题节点的方法,该文提出的定位方法部署容易且提高了定位粒度。仿真证实了这种定位方法是有效的。     

主动网络节点操作系统(NodeOS)的研究

提出了一种3层次的主动网络节点操作系统（NodeOS）结构模型,即硬件抽象层、资源管理层和NodeOS-EE API层,详细讨论了每一层上的主要功能及实现机制,一还讨论了基于授权的主动节点安全体系,它将分布式授权、安全策略管理、基于授权的访问控制、数据包起源授权及完整性控制有机地结合起来,保证了主动节点和主动包的安全。     

基于源节点成簇的定向扩散算法

在无线传感器网络中,定向扩散算法多源节点在数据传播、路径加强时存在链路冗余,会造成不必要的网络能量消耗。针对该问题,提出一种新的源节点成簇的路由算法。网络中所有源节点组成一个簇,根据节点向心度推选簇头,sink节点仅与簇头进行通信,避免网络中过多的链路冗余。理论分析和仿真实验表明,该算法的能量损耗低于定向扩散路由算法,改进效率与网络规模及网络运行时间相关。     

基于源节点成簇的定向扩散算法

在无线传感器网络中,定向扩散算法多源节点在数据传播、路径加强时存在链路冗余,会造成不必要的网络能量消耗。针对该问题,提出一种新的源节点成簇的路由算法。网络中所有源节点组成一个簇,根据节点向心度推选簇头,sink节点仅与簇头进行通信,避免网络中过多的链路冗余。理论分析和仿真实验表明,该算法的能量损耗低于定向扩散路由算法,改进效率与网络规模及网络运行时间相关。     

基于IBIS和Toulmin辩论形式的群体研讨模型

研讨模型是建立群体研讨环境的理论基础。以基于问题的信息系统(IBIS)模型和Toulmin辩论模型为基础,建立了一种可对研讨发言进行评价的群体研讨模型。该模型将群体研讨发言信息组织成由发言节点和语义边构成的图。给出了基于语言加权集结(LWA)算子和节点归约的发言节点评价方法。以系统体系结构设计问题的群体研讨为例,说明模型的可用性和有效性。     

无线传感器网络节点分布与定位性能之间的关系分析

无线传感器网络中锚节点分布情况在很大程度上影响未知节点定位的精度,但目前对均匀性的分析相对较少,针对这一问题,对锚节点分布与无线传感器网络定位算法性能之间的关系进行全面分析。首先提出了锚节点均匀分布的相关概念,并设计建立了相应的网络系统模型,然后对质心算法、DV-Hop算法、最小包容圆算法性能与锚节点分布之间的关系进行了仿真实验。结果表明：锚节点的分布情况对所有定位算法均有影响,其中质心算法对锚节点均匀性最敏感,DV-Hop算法次之,最小包容圆算法对锚节点均匀性最不敏感,分析结果对无线传感网络实际应用具有指导意义。     

无线传感器网络树形传输模型组建方法

ZigBee的树形网络层结构在高可靠性和低功耗方面优于星型和网状结构,但在传输有潜在攻击的情况下,树形结构存在命令包和数据包传输无法统一的问题。为此,采用信号功率对比的方法,自动添加父子节点形成树形拓扑结构,并完成数据包传输的建模。实验结果表明,该方法可解决命令包和数据包传输可能面临冲突的问题,实现从拓扑结构的形成到数据传输的一体化。     

无线传感器网络节点定位算法的研究

无线传感器网络的许多应用都是基于节点的位置信息。传感器网络由于节点数量巨大,资源十分有限,全部节点都采用GPS定位设备是不适宜的。介绍了利用2个锚节点定位的DV-Hop算法。仿真实验证明了该方法的有效性。     

一种基于移动节点的无线传感器网络修复方法

传感器节点的随机部署不均匀或者由于负载不均导致有的节点能量提前耗尽,导致无线传感器网络出现覆盖空洞.针对已检测到的覆盖空洞,提出一种基于相切圆的修复算法,并从理论上证明该算法的可行性.算法的基本原理是以相邻2个边界传感器节点求它们相切圆的圆心位置,即新增加的移动节点的位置,通过反复求解相切圆的圆心位置来达到修复的目的.通过仿真实验证明:算法不仅能达到90％的修复覆盖率,而且修复后的冗余度相比其他算法也较低.