基于凸殼網(wǎng)絡(luò)劃分的wsn節(jié)點(diǎn)定位算法研究

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1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于凸殼網(wǎng)絡(luò)劃分的WSN節(jié)點(diǎn)定位算法研究姓名:馮小莉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):電路與系統(tǒng)指導(dǎo)教師:黃瑞光20090527華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量成本低廉的,具有計(jì)算能力、感知能力、無線通訊能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,是集無線通信、數(shù)據(jù)采集和信息處理功能于一體的新興的分布式自組織數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),在軍事和民用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用前景。節(jié)點(diǎn)所采集到的數(shù)據(jù)必須結(jié)合它們的被測(cè)量位置才有意義,因此節(jié)點(diǎn)定位就成為了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一,也被越來越多的人所關(guān)注和研究。本論文介紹了無線傳感

2、器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位相關(guān)的基本概念、術(shù)語(yǔ),以及節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的基本原理和方法。并給出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法的分類和性能總結(jié),闡述了對(duì)現(xiàn)有的定位算法進(jìn)行的一些研究,提出對(duì)現(xiàn)有的一種基于錨的非測(cè)距經(jīng)典定位方法DV-Hop算法進(jìn)行改進(jìn)。通過對(duì)DV-Hop算法的分析,得到其存在的一些問題:定位精度較差,并且還有累計(jì)誤差;對(duì)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳灰?guī)則的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性較差。對(duì)此本文提出一種改進(jìn)的算法IDV-Hop算法,通過利于基于凸殼的方法將非規(guī)則網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個(gè)近似規(guī)則的區(qū)域,在各個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置估計(jì)。在不

3、增加網(wǎng)絡(luò)流通量的前提下,且算法復(fù)雜度在可接受的范圍內(nèi),克服了DV-Hop算法在非規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中定位的不足。對(duì)IDV-Hop算法與DV-Hop算法進(jìn)行了仿真試驗(yàn),仿真結(jié)果表明本文提出的IDV-Hop算法提高了定位精度和算法對(duì)非規(guī)則網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的適應(yīng)性。關(guān)鍵字:無線傳感器網(wǎng)絡(luò),非測(cè)距節(jié)點(diǎn)定位,IDV-Hop算法I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTWirelessSensorNetworks(WSN),whichisanovelnetworktechnique,iscomposedofalargeamountoflow-

4、costsensornodeswhichhavetheabilityofcomputing,perception,andwirelesscommunication.WSNiswidelyusedinbothmilitaryandcivilfields.Datanodesreceivedismeaninglessexceptforknowingthepositionsofthem,sothatnodelocalizationbecomesoneofthekeytechnologiesinWSNandbegradually

5、paidhighattentionto.Inthisthesis,weintroducethestructureandfeaturesofWirelessSensorNetwork,basicconception,terms,principleandmethodsoflocalizationtechnology.Wediscusstheseveralkindsofexistedpositioningalgorithmsandcomparetheirperformance.Throughresearchofexisted

6、positioningalgorithms,weknowtherearesomedisadvantagesofthem,andfocusontheimprovementofatypicalrange-freeself-positioningalgorithm,DV-Hopalgorithm.ThroughtheanalysisofDV-Hopalgorithm,therearesomeproblems:theaverageerrorislarge,andinirregularnetworktopology,positi

7、oningaccuracydeclinesrapidly.SoweproposeimprovementDV-Hop(IDV-Hop)algorithm.Wemakebeaconnodesdividethenetworkintoseveralapproximateregulardomainsthroughalgorithmsbasedonconvexhull.Sothatunknownnodescanchoosesuitablebeaconnodestoestimatetheirpositionsineverydomai

8、n.Inpreconditionofnotincreasingtheamountofcommunicationandacceptablecomplexityofcomputing,IDV-HopcangetovertheshortcomingsofDV-Hop.IDV-HopandDV-Hopalgorithmaresimulat

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