基于DV-Hop的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究與改進(jìn).pdf

1、DV-Hop算法是一種典型的無(wú)需測(cè)距的定位算法，可以避免節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接測(cè)距時(shí)帶來(lái)的誤差，在錨節(jié)點(diǎn)比例較小時(shí)也能運(yùn)行，但由于它使用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的跳段距離，即節(jié)點(diǎn)間的跳數(shù)與平均每跳距離的乘積，來(lái)代替節(jié)點(diǎn)間的真實(shí)距離，進(jìn)行定位計(jì)算，這兩者都會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，從而影響算法的定位精度;而且DV-Hop定位算法采用的是泛洪廣播，通信開(kāi)銷(xiāo)較大，也增大了算法能耗。針對(duì)上述問(wèn)題，本文查閱和研究了相關(guān)文獻(xiàn)，介了紹DV-Hop定位算法的理論基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)對(duì)已有

2、的改進(jìn)方法做了實(shí)驗(yàn)分析，提出一種新的改進(jìn)算法，同時(shí)為了解決DV-hop算法在三維環(huán)境的定位問(wèn)題，提出一種改進(jìn)的粒子群算法，把三維環(huán)境下未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)間的估算距離和實(shí)際距離的均方誤差設(shè)定為待優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，并將其與改進(jìn)的DV-Hop算法相結(jié)合，應(yīng)用于三維環(huán)境的定位，本文工作總結(jié)如下:
　　 1、為了減少信息重疊和內(nèi)爆，提出一種新的泛洪協(xié)議改進(jìn)方案，在信息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中去除重復(fù)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，降低了算法通信開(kāi)銷(xiāo);
　　 2

3、、為了修正一跳節(jié)點(diǎn)跳距誤差，并盡量減少通信開(kāi)銷(xiāo)，將重疊區(qū)域面積用相鄰節(jié)點(diǎn)重疊度取代，并根據(jù)相鄰節(jié)點(diǎn)通信半徑內(nèi)的重疊區(qū)域面積與節(jié)點(diǎn)距離的數(shù)學(xué)關(guān)系，求得節(jié)點(diǎn)間的距離;為了修正N(N≥2)跳節(jié)點(diǎn)跳距誤差，根據(jù)相鄰節(jié)點(diǎn)跳數(shù)分布比例與節(jié)點(diǎn)距離之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，解出節(jié)點(diǎn)間的距離;用兼顧全局性能與本地特點(diǎn)的跳距均值的最優(yōu)無(wú)偏估計(jì)值來(lái)修正跳距，減少誤差;利用三角形三邊關(guān)系對(duì)跳距范圍進(jìn)行約束;
　　 3、使用錨節(jié)點(diǎn)選擇最優(yōu)策略，減少節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量，降

4、低引入誤差;
　　 4、通過(guò)將定位后的未知節(jié)點(diǎn)暫時(shí)升級(jí)為錨節(jié)點(diǎn)并參與不良節(jié)點(diǎn)的定位，定位后再恢復(fù)為未知節(jié)點(diǎn)，在盡量減少計(jì)算量、不增加能量損耗的情況下解決不良節(jié)點(diǎn)的定位難題.降低整體定位誤差;
　　 5、研究了粒子群優(yōu)化算法的性能，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，提出將自適應(yīng)加權(quán)和優(yōu)勝劣汰的思想同時(shí)引入到粒子群算法中，提高了其收斂速度，使其克服了容易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)，更容易找出全局最優(yōu)解，并結(jié)合改進(jìn)的DV-Hop算法，將其應(yīng)用到三維環(huán)