基于多维标度的无线传感器网络定位算法研究

论文摘要

在无线传感器网络的相关应用中,节点的位置信息占有很重要地位。每一个节点在传送信息时,信息中通常包含位置信息,以增加信息的可用度。较容易取得位置信息的方法是手动设定和在传感器节点上安装GPS接收器,但这样将花费较多的时间和资源。所以较好的做法是利用定位算法进行位置估计。多维标度技术是一种把实体间相似性信息转换成空间几何信息的数据分析技术。多维标度技术非常适合应用于无线传感器网络中的节点定位,而这里的定位就是使用节点间的距离信息来确定节点在2维或3维空间中的坐标。基于多维标度的传感器网络定位算法能够实现精确的节点定位,因此本文将重点研究基于多维标度的无线传感器网络定位算法。首先,本文在查阅大量相关文献的基础上,综述了无线传感器网络的特点、节点定位算法的研究背景及相关技术,介绍了无线传感器网络中典型的定位算法和系统。其次,本文介绍了多维标度技术及其在无线传感器网络定位算法中的应用。在分析MDS-MAP（P）算法的基础上,提出了Euclidean-based MDS-MAP（P）定位算法,该算法使用通过Euclidean算法计算二跳邻居节点间的欧氏距离来代替MDS-MAP（P）算法中的所使用的最短路径距离,这将有效的降低定位算法中获取距离矩阵时所引入的定位误差,从而提高定位精度。最后,通过仿真与MDS-MAP（P）算法进行了比较。结果显示,本文提出的定位算法具有定位精度高、计算和通信复杂度低的特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究课题来源
• 1.2 研究的背景及意义
• 1.3 研究内容及本文主要工作
• 1.4 论文安排
• 第2章 无线传感器网络定位相关研究
• 2.1 无线传感器网络简介
• 2.2 节点定位机制
• 2.2.1 基本概念
• 2.2.2 测距技术和计算节点位置方法
• 2.2.3 无线传感器网络定位性能评价
• 2.3 典型定位算法和系统
• 2.3.1 典型定位算法分析
• 2.3.2 典型定位系统分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 多维标度技术和MDS-MAP定位算法
• 3.1 多维标度技术
• 3.1.1 多维标度技术基本原理
• 3.1.2 经典的度量多维标度
• 3.1.3 经典的非度量多维标度
• 3.2 基于多维标度技术的定位算法
• 3.2.1 多维标度定位算法
• 3.2.2 MDS-MAP（P）定位算法
• 3.3 本章小结
• 第4章 改进的MDS-MAP（P）定位算法
• 4.1 Euclidean定位算法
• 4.2 EMDS-MAP（P）定位算法
• 4.2.1 算法分析
• 4.2.2 算法思想
• 4.2.3 计算节点距离矩阵
• 4.2.4 优化本地相对地图
• 4.2.5 合并地图
• 4.3 本章小结
• 第5章 仿真实验及结果分析
• 5.1 仿真工具介绍
• 5.2 网络参数模型
• 5.3 算法实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 未来的研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果