基于蒙特卡罗的移动传感网络节点定位算法的研究

论文摘要

无线传感器网络技术融合了现代传感器技术、微电子技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术及通信网络技术,是一门新兴技术。它在军事、工业、环境监测、医疗等领域有广泛的应用前景。节点定位是无线传感器网络中的一项关键技术。随着应用的推广,移动传感网络是无线传感器网络未来发展的必然趋势。目前,大部分定位算法都是针对节点是静止状态的传感器网络,移动传感网络中节点的移动性给定位算法增加了复杂性。本文主要研究移动传感网络中节点定位问题,主要工作如下:(1)介绍了移动传感网络节点定位的基本理论,阐述了移动传感网络节点定位算法的研究现状,在详细分析经典的蒙特卡罗定位算法的基础上指出了该算法要求节点通信半径一致所带来的应用局限性。(2)基于经典的蒙特卡罗定位算法,提出了一种基于测距的蒙特卡罗定位算法。该算法中利用一跳和两跳锚节点的位置和距离信息来辅助定位。算法执行结果表明,该算法充分利用了测距信息,解决了蒙特卡罗定位过程中节点通信半径不一致所引起的问题,在锚节点密度低以及测距精度不是很好的网络中能发挥较好的作用。(3)将角度信息引入蒙特卡罗定位算法,提出一种基于角度的加权蒙特卡罗定位算法。该算法利用未知节点的一跳和两跳锚节点的位置和角度信息来构造采样区域,同时根据每个样本对节点最后估计位置的影响力大小,赋予相应的权值。算法执行结果表明,该算法也解决了节点通信半径不一致所引起的问题,对于节点运动给定位带来的负面影响也控制得比较稳定。最后对本文的工作做了总结,指出了下一步的研究工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 主要研究工作
• 1.3 论文章节安排
• 2 移动传感器网络定位算法及相关研究
• 2.1 移动传感网络定位原理
• 2.2 移动传感器网络定位算法性能评价
• 2.3 移动传感网络节点定位算法相关研究
• 2.3.1 相关研究
• 2.3.2 蒙特卡罗定位算法
• 2.4 本章小结
• 3 基于测距的蒙特卡罗定位算法
• 3.1 基于测距的蒙特卡罗定位算法
• 3.2 基于测距的蒙特卡罗定位算法的实现
• 3.2.1 算法主要代码介绍
• 3.2.2 算法执行流程
• 3.3 算法性能比较与分析
• 3.3.1 算法参数设置
• 3.3.2 算法结果及分析
• 3.4 本章小结
• 4 基于角度的加权蒙特卡罗定位算法
• 4.1 节点角度的测量
• 4.2 基于角度的加权蒙特卡罗定位算法
• 4.3 基于角度的加权蒙特卡罗定位算法的实现
• 4.3.1 算法参数设置
• 4.3.2 算法结果及分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与进一步工作
• 5.1 总结
• 5.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间公开发表论文（著）及科研情况