基于组合测距的无线传感器网络自定位算法

针对如何在锚节点密度较低的情况下提高无线传感器网络中节点自定位精度的问题,本文提出了一种基于RSSI和TDOA组合测距的加权质心定位算法.该算法分别对传统RSSI和TDOA测距模型增加了校验参数及温度补偿,将未知节点与锚节点间距离估计值的倒数作为权值参数,再利用加权质心算法计算出未知节点的位置坐标.硬件试验表明室内环境中基于改进RSSI测距模型的定位算法相比于传统RSSI质心定位算法的误差改进比率为56.2%,仿真结果显示基于组合测距的定位算法在锚节点密度较低时也能达到较高的定位精度.     

基于虚拟静态锚节点的加权质心定位算法术

加权质心定位算法的实施需要布置较多的锚节点,较大的硬件成本限制了该算法在实际中的应用。本文结合余弦定理,利用原有的少量锚节点定位信息构造出虚拟静态锚节点VSAN（Virtual Static Anchor Node）参与定位,降低了该定位算法所需的硬件成本;此外,对加权质心算法进行数学推导和分析,从导数的角度阐述了权重系数和RSSI测距对加权质心算法的影响。仿真结果表明,基于VSAN的加权质心算法所需布置锚节点较少、定位精度较高;并通过实际环境下测试,验证了算法的有效性和可行性。     

RSSI辅助的三维空间坐标四面体质心定位算法

三维定位是无线传感器网络的重要技术之一.提出了一种RSSI辅助的三维空间坐标四面体质心定位算法.由于现实环境往往很复杂,存在锚节点组成的四面体不包含未知节点的情况,因此筛选优质的RSSI值,并将其转换为未知节点与锚节点的距离,进而计算和比较四面体体积来进行排除;对包含未知节点的四面体进行质心迭代求解,并且对不满足条件的情况运用RSSI均值加权质心定位算法.仿真结果表明,该算法的定位误差比坐标四面体质心算法的小,并且增加RSSI均值加权算法提高了定位覆盖率.     

基于动态损耗因子和权重的改进质心定位算法

针对无线传感器网络（WSN）节点的定位精度受环境和误差权重因子的影响问题,提出一种对路径损耗因子和误差权重因子动态修正的质心定位算法。前期根据实测和路径损耗模型,加权修正得出动态损耗因子;后期通过划分矩形区域,构造权重因子矩阵。首先,使用动态损耗因子,代入传统加权质心定位算法估算出未知节点的位置;然后,查询误差权重因子矩阵,确定最优权重因子,重新计算出未知节点坐标。实验结果表明,改进的算法降低了平均误差和最小误差,定位精度比普通质心算法提高了58%,比动态修正质心算法提高了21%,比动态加权质心算法提高了11%,定位精度有所提高。     

传感器网络加权质心自定位算法

提出了基于跳距的加权质心定位算法,用信标节点和未知节点之间的跳距来确定质心算法中各信标节点的加权因子,以提高质心算法的定位精度。对普通质心算法和改进后的质心算法进行了模拟仿真,结果表明所提出的算法从总体上看具有较好的定位效果。     

无线传感器网络中基于RSSI的质心定位算法的改进

无线传感器网络关键问题是节点定位,通常将定位算法分为基于测距与无需测量的定位算法两大类,质心算法作为无需测量的经典算法因其算法实现简单而被普遍应用。本文针对无线传感网络节点分布不均匀的情况下,按照锚节点与未知节点的距离来对锚节点重新分组,求得多个质心点,通过加权质心,求出未知节点的估计坐标。     

基于接收信号强度指示加权融合的质心定位算法

针对当前无线传感器网络质心定位算法在参考节点分布不均匀时定位误差较大,提出了一种基于RSSI加权融合的质心定位算法.通过将离未知节点距离由近到远的每三个参考节点组成三角形定位单元,运用传统质心算法产生质心,这样确保了质心的有效性.分析了影响定位精度的因素,通过加权因子来体现不同参考节点对质心坐标决定权的大小,并确定了各因素的权值.最后进行加权融合处理,使得整个定位精度得到了很大的提高.仿真结果表明,所提算法较之前的加权质心算法定位精度有了明显提高,最高可达38.41％.     

无线传感器网络质心定位算法研究

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一.质心定位算法完全依赖于锚节点的密度大小及分布情况,锚节点的密度较小且随机分布,所以质心定位算法的定位精度比较低.为了提高节点定位的精度,提出了一种改进的无线传感器网络质心定位算法.在质心定位算法中引人接收信号强度(RSSI)信息,利用RSSI计算节点间点到点的信号强度,并把信息强度值转换成距离值,取倒数作为质心算法权重值,通过质心定位算法对未知节点坐标进行计算,得到节点的具体位置.通过仿真对算法进行测试与分析,仿真结果表明,算法定位的误差减小,提高了节点定位精度,是一种有效的定位算法,为网络设计提供了依据.     

无线传感器网络增强的质心定位算法及性能分析

节点定位是无线传感器网络应用的关键技术,本文在研究距离无关(rang-free)质心算法的基础上,针对质心算法在随机布置锚节点时定位精度较差的缺陷,提出了一种新的算法,即增强的质心定位算法(简称为ACLA).ACLA计算简单,定位过程中节点间通信开销小,并具有一定的自适应性.仿真结果表明,ACLA算法的定位精度明显优于一般的质心定位算法.     

WSN中的质心定位算法研究

节点定位是无线传感器网络（WSN）中的关键技术之一。通过对质心定位算法的分析,提出了一种改进的质心算法（CSA）——以距离未知节点最近的锚节点为基准找出差异性最大的估计点,采用三角质心和多边质心计算估计点坐标提高定位精度。通过MATLAB仿真表明算法是有效可行的。     

Grid-Scan定位算法的虚拟锚节点策略改进

针对无线传感器网络中Grid-Scan算法定位精度较低的问题,提出了一种基于虚拟锚节点策略的Grid-Scan定位算法。具体做了三个方面的工作：对未知节点设置可定位阈值,邻居锚节点数大于可定位阈值的未知节点使用Grid-Scan算法进行定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;邻居锚节点数小于可定位阈值的未知节点利用极大似然法完成定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;锚节点及虚拟锚节点共同参与对剩余未知节点的定位。仿真结果表明,改进算法在不同锚节点密度、不同通信半径和不同栅格大小的网络中以及通过不规则传播模型后都具有较好的定位精度。     

基于同心圆定位算法的改进算法研究

在分析了常用几种无线传感器节点定位算法的基础上,依据同心圆定位算法原理,提出环形定位算法。该算法的原理是利用锚节点通过一定规则做圆环,不断缩小未知节点的估算区域,直到得到包含未知节点的最小区域,取最小区域质心位置作为未知节点的估算坐标。对同心圆定位算法、环形定位算法及改进方案进行了对比仿真实验,结果表明,在锚节点比例达到5%,在20*20m2的仿真场景内部署1000个传感器节点、锚节点密度为5%时,同心圆定位算法误差为34.86%,环形定位算法定位误差为26.64%。在改进方案中,运用了多次划分圆环方法来提高定位精度。实验结果表明,改进后的算法在锚节点密度为5%时,定位误差降低到15.76%。     

锚节点稀疏的传感器网络节点自定位算法

针对Euclidean算法中定位精度及覆盖率受锚节点密度影响较大的问题,提出一种改进的分布式节点自定位算法。该算法将初始定位精度较高的节点升级为锚节点,未知节点根据更新的锚节点位置信息循环求精,并通过估计坐标值的方差来控制循环求精过程中的循环次数。仿真实验显示,改进定位算法在锚节点密度较低的情况下能有效提高定位精度和覆盖率,明显降低了对锚节点密度的依赖程度。     

无线传感器网络局部协同定位算法

针对无线传感器网络中距离定位算法精度和覆盖率低的问题,提出了局部协同定位算法(LCLA)。该算法通过对节点路径损耗指数的局部计算,将通信中受到环境或者障碍物影响的锚节点判定为无效锚节点;同时引入协同定位思想,将满足误差要求的已定位节点升级为锚节点,并参与其他未知节点的定位,以提高定位的覆盖率。节点定位时,若收到多个锚节点信号,优先选取初始的有效锚节点对其进行定位;当有效锚节点个数不足以定位时,再选取升级后的锚节点,以减少累积误差,提高定位精度。仿真结果表明,局部协同定位算法在定位覆盖率和精度方面优于改进的接收信号强度指示(RSSI)定位算法、多维尺度分析(MDS-MAP)算法和协作定位算法。     

无线传感器网络节点分布与定位性能之间的关系分析

无线传感器网络中锚节点分布情况在很大程度上影响未知节点定位的精度,但目前对均匀性的分析相对较少,针对这一问题,对锚节点分布与无线传感器网络定位算法性能之间的关系进行全面分析。首先提出了锚节点均匀分布的相关概念,并设计建立了相应的网络系统模型,然后对质心算法、DV-Hop算法、最小包容圆算法性能与锚节点分布之间的关系进行了仿真实验。结果表明：锚节点的分布情况对所有定位算法均有影响,其中质心算法对锚节点均匀性最敏感,DV-Hop算法次之,最小包容圆算法对锚节点均匀性最不敏感,分析结果对无线传感网络实际应用具有指导意义。     

改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

为了解决DV-Hop算法定位精度低的问题,提出一种分轮优化的改进DV-Hop定位算法。首先通过跳数阈值限制锚节点广播信息的范围;其次用每轮锚节点的平均每跳距离误差来修正锚节点的平均每跳距离;然后通过共线度检测区域,找出适合定位的锚节点组;再用三边测量法计算出参与定位的每组锚节点组的定位结果,用所有锚节点组定位结果的均值作为未知节点的估计位置;最后把本轮定位的未知节点升级为新的锚节点,进行下一轮定位。仿真结果表明,改进算法在不增加额外硬件开销的基础上,减小了定位误差,有效地提高了定位精度。     

基于Steffensen迭代和模糊信息的节点定位算法

为了提高无线传感器网络节点定位精度,提出了一种基于Steffensen迭代和模糊信息的节点定位算法.算法在模糊信息定位方法的基础上,通过引入Steffensen迭代求精提高节点定位精度.算法将锚节点分为静态锚节点和移动锚节点,利用移动锚节点不断的运动来辅助静态锚节点进行定位.首先利用节点间的模糊信息实现未知节点位置的粗略定位,然后利用Steffensen迭代对节点位置进行不断迭代求精,以实现未知节点的精确定位.通过仿真实验证明,相比3D-ADAL算法和改进的TOF测距算法,本文算法不仅降低了定位误差率,减小了网络的通信开销,还提高了节点定位效率.     

无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究

针对无线传感器网络中DV-Hop定位算法锚节点数的比例与节点定位精度以及覆盖率密切相关的问题,在分析原算法的基础上对其进行改进。改进后的算法未知节点只接收限定跳数内的锚节点的信息,当未知节点接收到3个或3个以上锚节点的信息时对其进行定位,然后将已定位的未知节点升级为锚节点,新旧锚节点共同参与剩下的未知节点的定位。仿真结果表明改进后的算法提高了节点的覆盖率和定位精度。     

基于次锚节点的无线传感器网络改进加权质心定位算法

针对加权质心定位算法（ WCLA）对锚节点数量要求较高和定位精度较低的缺陷,提出一种基于次锚节点的改进加权质心定位算法（ IWCLA-SAN）。该算法在加权因子中引入修正系数,以提高定位精度;同时,将基于粒子群优化（ PSO）的定位算法的未知节点升级为次锚节点,在锚节点数量有限的情况下,以提高定位精度和定位覆盖率。仿真结果表明：该算法能有效提高定位精度和定位覆盖率。     

非合作信标条件下水下无线传感网可靠定位技术

传统假设水下无线传感器网络的传感器节点和信标节点都是合作的,但是在军事应用等特殊场合下,某些节点容易被敌方捕获或入侵,因而水下无线传感网络中有时会存在一些非合作的恶意节点。针对存在若干非合作信标的水下无线传感器网络定位应用,提出了一种非合作信标节点约束下水下无线传器网的可靠节点定位算法。本文算法利用一跳邻居范围内信标节点独自投票机制实现对非合作信标的判决与剔除,从而减少由于存在非合作信标节点对定位误差的影响,同时也分析了不同比例非合作信标下的定位误差界限。仿真结果验证了本文提出的算法相比传统定位算法,在平均定位精度和定位覆盖率等方面都有所提高。