基于超宽带无线自组织网络的协作定位算法

在无线自组织网络中,目标节点通常无法直接和足够多的参考节点进行通信来确定自己的位置。为此,提出一种基于超宽带无线自组织网络的协作定位（CP,Cooperative Positioning）算法。在目标节点通信范围内只有少量参考节点的情况下,协作定位算法通过目标节点和其通信范围内非参考节点的协作,实现目标节点的定位。此外,由于非视距环境严重降低了节点的测距精度,从而产生较大的定位误差,通过采用协作定位算法,节点可以放弃非视距参考节点,选择非参考节点进行精确定位。     

RSSI模型参数动态修正的协作定位算法

提出一种结合接收信号强度指示(RSSI)模型参数动态修正和协作定位的RSSI改进算法.首先,利用高斯滤波对RSSI值进行优化,根据锚节点间的距离和RSSI值动态修正RSSI模型参数;然后,利用共线度有效阈值选取适合定位的锚节点组,由加权三边定位法得到节点坐标;最后,引入协作定位,利用锚节点置换策略自适应地选取已定位节点进行升级,升级节点作为锚节点参与协作定位.实验结果表明:在相同的环境下,RSSI改进算法较其他算法能有效降低测距误差,提高未知节点的定位精度.     

基于RSSI的加权质心定位算法优化研究

在无线传感器网络(WSNs)中,定位精度和算法收敛速度是节点定位的关键因素.本文提出了一种改进的WCBD(Weighted Centroid Based on Distance)算法,该算法基于接收信号强度指示(RSSI),结合加权质心定位算法,研究参考节点与目标节点之间的距离,然后针对加权质心定位算法中的权重系数选择提出了新的思路,使之提高定位精度.仿真结果表明,与W-Centroid算法和WR-Centroid算法相比,WCBD算法通过误差调整和迭代,有效提高了算法的收敛速度和定位精度.     

基于RSSI的无线传感器网络节点定位技术

研究了无线传感器节点定位问题,在三边测量法定位基础上提出了一种基于RSSI的灵活的节点定位机制(FTL).其基本思想是采用三个普通信标节点,利用节点间的协作形成未知节点存在的有效误差区域,通过一跳及两跳邻居节点辅助完成定位.仿真显示该机制比现有的基于RSSI的三个普通信标节点分布式定位算法对未知节点与信标节点相对位置要求降低,在平均测距误差为10%时,平均定位误差约为节点射频通信距离的20%.     

无线传感器网络节点自身定位算法

无线传感器网络中,节点的自身定位至关重要,在军事和民用领域中有着广泛的应用前景.目前的定位算法主要分为两种类型,即基于距离的定位算法和距离无关的定位算法.这两种类型的算法各有优势和不足.考虑了两种算法的优缺点,提出了一种廉价实用的自身定位算法,该方法通过RSSI测距技术测量节点间点到点的距离,并在多跳网络中对累加距离进行广播,最后用几何方法和最大似然估计法进行定位.仿真显示该算法在平均测距误差为10%,锚节点比为10%时,平均定位误差约为节点射频通信距离的20%.     

无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法

针对 DV-Hop 算法在无线传感器网络节点分布不均匀时定位误差比较大的问题,提出了一种针对 DV-Hop 的改进定位算法。该改进算法主要是利用 RSSI 测量技术增加锚节点;在给定约束下引入“可能存在区域”这一概念,并以该可能存在区域的面积作为目标函数,对未知节点的位置利用非线性共轭梯度法进行逼近,从而使节点定位误差达到最小。通过仿真验证了节点通信半径和锚节点比例对定位误差的影响,结果表明,该改进算法将节点定位精度提高了5％～10％。     

无线传感器网络节点定位误差的修正和仿真分析

针对传感器节点定位误差大、定位精度不高的问题,提出一种修正最小二乘法的无线传感器网络节点定位误差方法.该方法采用全局搜索能力强的粒子群算法对最小二乘法定位误差进行修正,提高了节点的定位精度.仿真对比实验结果表明,在相同条件下,改进后的节点定位算法的误差低于其他传感器节点定位算法,定位结果的稳定性更高;随着信标节点数的增加,平均定位误差明显减少,有效地提高了传感器节点的平均定位精度和定位速度.     

无迹卡尔曼滤波在无线传感器网络节点定位中的应用

传统的基于距离的无线传感器网络节点定位技术,由于测距过程产生较大的误差,从而使定位精度不高.文中在基于接收信号强度(RSSI)测距、三边测量法初始定位的基础上,提出以接收信号强度为观测量,将无迹卡尔曼滤波(UKF)算法应用到节点精确定位中.通过仿真验证使用该方法后,相比以距离为观测量的UKF定位方法,节点的定位精度有一定的提高,并进一步定量的分析比较了两种实现模型下节点定位算法的误差概率分布.在此算法的基础上,通过权衡平均定位误差与算法运算复杂度之间的关系,给出最佳定位锚节点数量,并模拟具体环境,验证了文中节点定位算法的实用性.     

无线传感器网络DV-Hop算法的一种优化方法

为解决Hop-DV算法在无线传感器网络应用中定位精确度低的问题,提出一种优化该算法的方法.该算法设定一个大小合适的阈值量TN来对最小跳数值进行约束,提高了跳段距离估算精度;将传统Hop-DV定位算法中计算节点间平均跳距的方法替换为考虑了多个信标节点的平均跳距值的加权处理方法,这样使平均跳距计算值更加准确,定位更加精确;使用交叉粒子群算法对定位结果优化处理,实现对Hop-DV定位算法定位性能的全面提升,减小定位误差.研究结果表明:与传统算法相比,新算法能更准确地计算节点平均跳距,得到的均方根误差更小,定位精度得以提高,且更适用于井下巷道.     

基于局部采样模式的无线传感器节点定位

提出一种局部采样模式的无线传感器节点定位算法,首先在与锚节点进行通信的交叠区域采样,然后利用距离比例因子计算平均跳距权值,最后采用颜色差值序列对样本点进行滤波,得到节点的位置.采用仿真实验对算法的性能进行了测试,结果表明,相对其他无线传感器节点定位算法,该算法可以满足多目标的实时定位要求,定位误差大幅度降低,定位效果更佳.     

基于系统识别的RSSI定位算法

针对无线传感器网络节点定位问题,分析了基于接收信号强度(RSSI)的定位算法,对无线电传播路径损耗理论模型进行了分析.采用系统辨识加权最小二乘法在线修正了信号衰减理论模型,使算法具有了普遍适用性.提出三边定位法与质心法结合的定位算法和极大似然估计法得到未知节点的估计位置.仿真结果表明,该算法减少了测距误差,随着节点的增加定位精度提高.     

无线传感器网络中DV-Hop定位算法的改进

针对无线传感器网络DV-Hop定位算法中节点个数较少时跳段距离估算误差大,及只有2个锚节点时无法定位等问题,提出了一种改进的DV-Hop定位算法.新算法综合了功率控制和计算全网平均每跳距离等措施,提高了跳段距离估算精度,降低了定位误差;同时针对只有2个锚节点时无法定位问题,采用了2个锚节点的定位模型.仿真实验结果表明,改进算法可以明显提高定位精度和定位覆盖率.     

一种DBSCAN聚类点密度的加权质心定位算法

加权质心定位算法是无线传感器网络中最常用的定位算法,为了进一步提高其定位精度,本文将聚类算法引入到无线传感器网络定位中,提出了一种具有噪声的基于密度的聚类算法(DBSCAN)聚类点密度的加权质心定位算法。该算法根据共线度理论选择参数,构建定位三角形的集合。选择集合中定位效果较好的一部分三角形对未知节点进行定位,并对所得的初始定位结果进行DBSCAN聚类。在排除误差较大的定位坐标后,将聚类后每个簇的核心点个数视为权值,采用加权质心定位算法得到未知节点的最终定位位置。仿真结果表明:该算法与传统加权质心定位算法相比,平均定位误差减小80%以上,有效提高了无线传感器网络定位精度。     

无线传感器网络中的能量有效空时分集算法

为了有效利用协作分集和选择分集提高无线传感器网络的能量效率,通过结合空时编码和选择合适的发射、接收协作节点,提出了适合大量节点协作的节点选择空时编码算法。通过分析总能量消耗中发射能量消耗和电路能量消耗与发送距离之间的关系,提出了继承多种分集算法优点并适用于网络拓扑动态变化的广义节点选择算法。仿真表明,提出的两种空时分集算法能够有效地提高无线传感器网络的能量效率,从而延长无线传感器网络的寿命。     

传感器网络中一种基于RSSI的圆环重叠定位机制

针对传感器网络的节点定位问题提出一种使用3个普通信标节点定位全网的基于RSSI的圆环重叠(ROBRSSI)定位机制.通过误差转换、未知节点与其二跳邻居间协作设计,有效抑制已有研究中RSSI测量误差的影响,降低未知节点与信标节点间相对位置要求,实现未知节点的有效定位.基于ROBRSSI定位机制,研究了传感器网络中新加入节点的定位.仿真实验验证了算法的有效性.     

基于误差先验知识的NLOS移动节点定位算法

针对实际应用环境中存在阻挡节点间通信的障碍物,使节点间的通信变成非视距(NLOS)类型的问题,提出一种基于误差先验知识引导的NLOS移动节点定位(NSES)算法.该算法首先根据误差先验知识,判断并计算出带有误差的NLOS测量值个数在总个数中的百分数K;然后根据K选出误差较大的测量值;最后对误差较大的NLOS测量值进行校正操作.仿真实验结果表明,该算法较传统移动节点定位算法能有效降低NLOS误差,提高节点定位精度.     

一种简单的适合无线Mesh网络的机会协作MAC机制

针对IEEE 802.11 MAC(medium access control)协议中通信模式的缺陷,提出了一种新的协作MAC机制.该机制重点研究了分布式中继节点的选择算法,并定义了一种新的控制帧(retran).目的节点通过发送retran帧启动协作机制,收到该帧的节点根据中继选择算法设置自身定时器,从而竞争产生"机会中继",使其在源节点与目的节点之间搭建通信桥梁,该方法简单可行.仿真表明,随着网络中节点数的增加,新的机制对网络吞吐量和误比特性能的改善效果明显,从而提高了通信质量.     

基于测距的地面网络化弹药节点自定位算法

分析了极大似然估计算法中测距误差对定位误差的影响,提出了基于LMS（最小均方差）的自适应滤波原理的测距误差修正的自定位算法. 利用极大似然估计法初步估计节点位置,并得到定位误差信息,建立测距误差矩阵并更新网络中的滤波参数,完成对网络中测距误差的抑制,从而优化节点定信息. 实验仿真表明,优化处理使定位精度得到提高. 结果表明算法适用于锚节点密度较小的、低信噪比的网络化弹药系统.     

粒子群算法修正测距的无线传感器网络节点定位

为获得理想的节点定位结果, 设计一种基于粒子群修正测距的无线传感器节点定位算法. 首先对经典无线传感器节点定位算法DV-Hop的工作原理进行分析, 找到导致测距误差的因素; 然后用粒子群算法对无线传感器节点之间的测距进行修正, 以减少节点间的测距误差, 并对标准粒子群算法的不足进行相应的改进; 最后通过仿真实验与当前经典无线传感器节点定位算法进行对比测试. 测试结果表明, 在相同工作环境下, 该算法提高了无线传感器节点的定位精度, 且未增加额外硬件开销.     

基于压缩感知的协作系统物理层安全分析

将压缩感知技术引入协作通信系统中研究其物理层安全问题.在多源多中继协作通信系统中,将源节点通过中继节点到目的节点,源节点到窃听节点的信道矩阵作为压缩感知的测量矩阵,目的节点和窃听节点可以采用信号重构算法进行重构.通过系统仿真证明,窃听节点存在对信道估计存在误差,合法目的节点的重构性能优于窃听节点,可以达到安全传输.