無線傳感器網定位算法的研究.pdf

1、無線傳感器網絡是近年來各國投入大量人力物力進行研究的熱點之一，其網絡在設計上有著自身獨特的特點。由于組成網絡的傳感器節(jié)點的數(shù)量多、能量低、內存小、處理能力低等物理限制使得無線傳感器網絡和傳統(tǒng)的無線通信網絡存在著很大不同，作為無線傳感器網應用的基礎之一的定位算法，傳統(tǒng)的GPS定位方式由于成本過高并不合適，無線傳感器網絡的定位算法必需尋找新的突破。 本文首先分析了無線傳感器網絡的測距方式和已有的無線傳感器網絡定位算法，重點介紹了多維

2、定標定位算法，隨后在MDS-MAP的基礎上，引入迭代優(yōu)化模型和基于泰勒級數(shù)展開的最小二乘估計模型，對多維定標算法進行優(yōu)化，提出了能自適應不同信道衰減指數(shù)環(huán)境的基于RSSI的MDS-LSE定位算法。算法首先將整個網絡分為多個局部網絡，然后在局部網絡中用迭代優(yōu)化的多維定標算法對網絡進行定位，其收斂速度快，但解中存在局部最小值問題，有時無法得到最優(yōu)解。隨后整合所有局部網絡，對整個網絡引入最小二乘估計模型來解決局部最小值問題造成的誤差，采用泰勒

3、級數(shù)展開幫助求解，由于最小二乘估計是一種需要初始估計值的遞歸算法，具有定位精度高的優(yōu)點，且在基于RSSI測距方式的情況下即使不知道信號傳播環(huán)境的衰減系數(shù)，仍能逐步逼近其真實值。但最小二乘估計僅在適當?shù)某跏脊烙嬛档那闆r下收斂速度快，如果初始位置的估計值與真實值相差較大，迭代的次數(shù)就會很多，甚至是無法趨向于收斂。而且每一次遞歸中都需要進行矩陣的運算，計算量較大。本文的基于RSSI的MDS-LSE定位算法的核心為由多維定標算法得到的位置估計值

4、作為后續(xù)基于泰勒級數(shù)展開的最小二乘估計算法的初始值代入的混合算法。由于多維定標后的得到的位置估計值已近似準確，能使最小二乘估計迅速收斂，減少計算時間，并可以根據不同的網絡環(huán)境，多次計算后能得到信道衰減指數(shù)自適應無線傳感器網絡的周邊環(huán)境。本文先在小范圍局部網絡情況下在MATLAB和Freescale ZigBee評估套件(1321xEVK)平臺上對引入迭代優(yōu)化的多維定標算法進行仿真，再在MATLAB下對本文所提出的定位算法和MDS-MAP