資源描述：
《更實際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第一章緒論的3個錨節(jié)點參與到三邊定位法的計算當(dāng)中，能有效的減少信息不準(zhǔn)確帶來的誤差，并通過模擬試驗證實了該算法的有效性。第六章提出了一種方向輔助的移動錨節(jié)點的定位算法。使得網(wǎng)絡(luò)中僅有一個可以移動的錨節(jié)點，其他的未知節(jié)點均處于靜止?fàn)顟B(tài)，通過改變錨節(jié)點的移動方向，從而出計算未知節(jié)點的位置。該算法能有效的解決發(fā)包時間間隔的大小對定位精度帶來的影響以及網(wǎng)絡(luò)中存在障礙物的情況，并通過模擬實驗驗證了該算法。最后，總結(jié)全文，并展望未來的研究工作。第二章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位基本原理TDOA)、到達角(AngleofArrival，AOA)、接收信號強度指示(ReceivedSi
2、gnaJStrengmIndicatiOn，RSSI)等。到達時間TOA：已知信號的傳播速度，根據(jù)信號在兩個目標(biāo)之間的傳播時間來計算節(jié)點間的距離。TOA方法具有較高的測量精度，不過它要求能夠較為精確的獲得發(fā)送者和接收者的響應(yīng)和處理延時，這種要求在距離較短時顯得尤為強烈。。使用ToA技術(shù)最基本的定位系統(tǒng)是GPS，GPS系統(tǒng)需要昂貴、高能耗的電子設(shè)備來精確同步衛(wèi)星時鐘。由于WSN節(jié)點硬件尺寸、價格和功耗限制，GPS和其他TOA技術(shù)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)而言幾乎是不可行的；但隨著超寬帶(UWB)技術(shù)的發(fā)展以及在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，使TOA技術(shù)具有一定的應(yīng)用前景。到達時間差
3、TDOA：在這種測距機制中，發(fā)送節(jié)點同時發(fā)送兩種不同傳播速度的無線信號，一般采用射頻信號和超聲波信號，接收節(jié)點根據(jù)兩種信號到達的時間差以及已知這兩種信號的傳播速度，計算兩個節(jié)點間的距離。如圖2．1，發(fā)射節(jié)點同時發(fā)射無線射頻信號和超聲波信號，接收節(jié)點記錄兩種信號到達的時間1-，l2，已知無線射頻信號和超聲波的傳播速度為L-，乙2，那么兩點之間的距s：j生離為(互一互)×S，其中Cl—c2。已有多種定位算法(LewisG2001)，(·A．Haner，1999，Je衢eyHi出ower，2000，AndreaSSawides，200l，Andreasawides，20
4、02)使用TDOA實現(xiàn)測距。該技術(shù)的測距精度較RSSI高(NealPatW撕，2003)，可達到厘米級，但受限于超聲波傳播距離有限(超聲波信號通常傳播距離僅為20．30英尺，因而網(wǎng)絡(luò)需要密集部署)和NLOS問題對超聲波信號的傳播影響，雖然已有發(fā)現(xiàn)并減輕非視線路徑(Non．LineofSight，NLOS)影響的技術(shù)(M．PWyIie，1996，Pi．ChunChen，1999)，但都需要大量計算和通信開銷，不一定適用于低功耗的WSN應(yīng)用中。發(fā)送端接受端圖2．1仍O(shè)A定位原理圖示7第二章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位基本原理到達角AOA：這是一種估算鄰居節(jié)點發(fā)送信號方向的技
5、術(shù)，它利用陣列天線或多個超聲波接收器，除位置信息外，還能提供節(jié)點的方向信息，如MIT的TheC：icketComp垂垂s等項目(Niss壅羹釜齋B．P莖：ya蠹；h蓑12費A1)中就利用多個接收器提出了基于AOA的硬件解決方案，其原型系統(tǒng)可在士400角內(nèi)以士50的誤差確定接收信號的方向。AOA方法最大的不足就是對硬件要求比較高，陣列天線或多個接收器的實現(xiàn)和維護代價較高，也受外界環(huán)境和NLOS等因素的影響，因此在硬件尺寸和功耗上可能無法用于傳感器節(jié)點。接收信號強度指示RSSI：己知發(fā)射功率，在接收節(jié)點測量接收功率，計算傳播損耗，使用理論或經(jīng)驗的信號傳播模型將傳播損耗
6、轉(zhuǎn)化為距離，該技術(shù)主要使用IU信號。因傳感器節(jié)點本身具有無線通信能力，故其是一種低功率、廉價的測距技術(shù)，蓁蓁DAR，SpotC!萋等許多項目(J．Be蠢；el，1999，Jef№yHi曲to、霧霧r2霸霸0，JM．R耋警ae蓁120疊A，P猢v：：Baiii，2翕翕0，Se羹霪a主丟Megue至耋；chi妻蠹，2療盎1)中饉用了該技術(shù)。它的主要誤差來源是環(huán)境影響所造成的信號傳播模型的建模復(fù)雜性：反射、多徑傳播、NLOS、天線增益等問題都會對相同距離產(chǎn)生顯著不同的傳播損耗。通常將其看作為一種粗糙的測距技術(shù)，有可能產(chǎn)生士50％的測距誤差。2．3節(jié)點位置估算方法傳感器節(jié)
7、點定位過程中，未知節(jié)點在獲得對于鄰近錨節(jié)點的距離，或獲得鄰近的錨節(jié)點與未知節(jié)點之間的相對角度后，通常使用下列方法計算自己的位置。2．3．1三邊測量法(霎蓁ilateration)三邊測量法的原理如圖2
8、
9、霎所示，已知A、B、C三個節(jié)點的坐標(biāo)分別為(x。，兒)、(％，兒)、(x。，兒)，以及它們到未知節(jié)點D的距離分別為da，以，礦，假設(shè)節(jié)點D的坐標(biāo)為(x，y)。那么，存在下列公式：8厄二了瓦巧了=d。瓜二了麗巧了=以瓜萬石萬=礦(2．1)由上式可以得到節(jié)點D的坐標(biāo)為：第二章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位基本原理圖2．2三邊測量法圖示2．3．2三角測量法(TrianguIat
10、ion)，
