基于改进距离向量算法的无线传感网定位研究

为了解决传统距离向量-跳段(DV-Hop)定位算法的精确度受限问题,提出了一种基于跳段大小校正和定位优化的改进DV-Hop算法。根据参考节点之间实际距离和估计距离的差异,计算出整个网络中有效的跳段大小,未知节点和参考节点之间的跳段添加了校正值,而接收信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)的数值用于校正单跳的距离,应用莱文贝格-马奈特(Levenberg-Marquardt,LM)算法来估计每个传感器的优化位置。在求值的过程中,研究了影响距离向量-跳段定位精确度的各种因素。仿真结果表明,与传统的DV-Hop和一些现有的改进算法相比,提出算法的定位精度有所提高。     

改进的无线传感器网络无偏距离估计与节点定位算法

针对无线传感器网络中基于跳数的节点定位算法不能满足无偏距离估计、节点定位误差大的问题,提出了一种改进的无偏距离估计与节点定位算法(UEDV-hop,Unbiased Estimation DV-hop)。该算法分析期望距离和跳数的关系,建立一种新的期望距离与跳数模型,根据节点通信半径是否已知分别推导了两种UEDV-hop的求解形式。仿真实验结果表明:所提的两种UEDV-hop算法的估计距离在不同跳数时都近似等于该跳期望距离,算法在距离估计和节点定位精度上相对于DVhop(Distance Vector-hop)算法及基于最小二乘法改进的DV-hop算法都有较大提高,在节点数目等于2 500时,UEDV-hop算法的估计距离误差比DV-hop算法降低了9.5%,定位精度提高了55%。     

无线传感网中定位算法研究

为了利用无线传感器网络对物体实现更加精确的定位, 通过对接收信号强度指示（RSSI: Received Signal Strength Indicator）定位算法进行仿真与性能分析, 确定了算法的误差来源,讨论了未知节点的邻居锚节点密度对定位精度的影响。根据仿真和数据分析选取合适邻居节点的个数, 进而采用了更加精细的算法即利用RSSI平均值选取最优值剔除失真数据, 以提高定位的精确度。实验结果表明, 在相同的环境下改进算法使定位误差由0~5 m减少到0~1 m, 平均误差由1 m左右减少到0.1 m左右, 提高了定位精度。     

基于微粒群优化的三维无线传感网定位算法研究

为解决三维空间下无线传感器网络节点的精确定位问题,提出了一种三维空间微粒群搜索算法(3D-PSO),将节点定位用优化问题进行描述.为了提高算法的执行效率和定位精度,提出了一种基于距离的目标函数来评价微粒的适应度.对微粒的搜索空间进行了限制,以加快定位结果的收敛速度.在理想环境和有测距误差的情况下证明了该算法的可行性和有效性.仿真结果表明,与典型的定位算法相比,该算法具有更好的健壮性和更高的定位精度.     

基于核矩阵等距映射的无线传感网络节点定位算法

针对无线传感网络(Wireless Sensor Network, WSN)中节点位置信息呈现非线性的问题,基于偏最小二乘法(Partial Least Squares, PLS)稳健的多元线性回归特点,结合流形学习中的非线性降维方法,提出了一种基于PLS的核矩阵等距映射(Isometric Feature Mapping,ISOMAP)节点定位算法.通过节点间测地距离表征节点非相似性,利用样本点贡献率找寻和剔除邻域中的"短路"边,经质心变换和核变换后映射至高维特征区间,采用PLS方法求得节点位置.仿真结果表明,相比ISOMAP和多维尺度(Multidimensional Scale Method, MDS)算法,该算法具有良好的拓扑稳定性、泛化能力、稳健性和定位精度,降低了计算复杂度.     

基于线性回归的无线传感器网络加权质心定位算法

在建立定位算法求解数学模型和定位性能的基础上,提出一种基于线性回归的加权质心定位算法。该算法首先利用节点之间的跳数对质心定位算法进行加权处理、中心化处理,然后利用线性回归的数学模型对节点进行校正,最后对校正位置进行修正。通过Matlab程序仿真,与原始质心算法相比,改进算法的平均定位误差下降了50%以上,并且在信标节点密度较低的情况下,可使节点定位比率提高至接近1。     

无线传感器网络定位算法分析与比较

介绍了无线传感器网络节点定位的概念和技术特点,详细描述了基于测距和无需测距两种定位的机制,并对这些典型的算法和系统进行了全面详细的比较分析。     

基于RSSI的无线传感器网络改进定位算法

为了提高无线传感器网络的节点定位精度,分析了基于RSSI测距定位的ERSS算法,研究了RSSI值的预处理方法,修正了质心法中的加权因子,避免了权值选取的不合理性,从而实现了对ERSS算法的改进.仿真实验表明,采用这种改进定位算法可提高距离计算的精度,获得较为精确的定位.     

基于欧氏距离的分布式网格定位估计方法

针对网格定位估计方法,提出一种基于欧氏距离的分布式网格定位估计的改进方法.研究了通过比较被测节点与信标节点之间的跳数信息,实现被测节点快速自身定位的方法.研究了利用欧氏距离替代匹配阈值提高定位准确率和利用分布式计算减少网络能量消耗的方法;利用迪杰斯特拉算法研究了计算节点间最小跳数的算法.仿真实验结果表明,该方法具有定位快速、节约成本、节省能量、定位准确率高和鲁棒性好的特点.     

基于无线传感节点到达时间差的定位算法设计

针对无线传感器网络节点定位的问题,深入研究了基于节点信号到达时间差的定位算法,为了提高定位的精度采用基于多点的极大似然估计算法实现无线传感器节点精确定位的需求．重点对无线传感器节点定位过程中各节点的时间同步问题进行了详细设计,给出了一种基于无线传感节点到达时间差的定位算法详细设计方案,经仿真测试表明,设计的无线传感节点定位精度在96．7％以上．     

基于协同路由算法的无线传感器网络能量空洞避免

在多跳的无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外层网络的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致了"能量空洞"的出现,最终导致网络过早死亡.本文在分析现有路由算法的基础上,针对EEUC算法的不足,对其进行了改进,提出了多跳无线传感器网络中的协同路由算法.在路由节点选择时不局限于簇头作为路由节点,还可以将成员节点作为路由节点,让其分担了簇头的能量消耗.算法引入了距离因子和能量因子,既考虑候选路由节点相对于sink的距离,同时还考虑候选路由节点的剩余能量,以达到选择最佳路由节点的目的.仿真结果表明,所改进路由算法在网络生存时间,能耗均匀程度方面优于现有算法.     

基于网络流的无线传感网负载均衡问题算法

在大规模无线传感器网络中,普通节点与有较大能源和计算能力的网关节点相连,由网关融合成员节点的数据并实现数据的长距离路由转发．网关节点负载均衡问题是无线传感器网络路由中的关键问题,Low给出了负载均衡问题一个近似度为3／2的算法,我们举出反例证明此算法的近似度不可能为3／2,并设计了一种新的近似度为2的基于网络流的算法．实验仿真表明,在节点数较多的大规模传感网络中,新算法的近似度更低．     

基于网络流的无线传感网负载均衡问题算法

在大规模无线传感器网络中,普通节点与有较大能源和计算能力的网关节点相连,由网关融合成员节点的数据并实现数据的长距离路由转发.网关节点负载均衡问题是无线传感器网络路由中的关键问题,Low给出了负载均衡问题一个近似度为3/2的算法,我们举出反例证明此算法的近似度不可能为3/2,并设计了一种新的近似度为2的基于网络流的算法.实验仿真表明,在节点数较多的大规模传感网络中,新算法的近似度更低.     

基于阶梯式拓扑结构的WSN半动态路由算法

针对全动态路由算法随着网络规模的增大其拓扑管理能耗剧增的不足,提出一种半动态路由算法.该算法创建了以簇为基本单元的阶梯式网络拓扑模型,根据无线信道传输模型确定簇的覆盖并建立簇到基站的多跳梯度场,在梯度场中采用有序、定向的数据传送方式,实现信息以链路最短的距离向基站汇聚,并在簇内创建了一套簇头轮转机制,以实现簇内能耗平衡.对该算法能耗的定量分析和具体场景的仿真结果表明,该算法大大减少了拓扑管理和数据传送过程中的通信能耗,尤其是随着网络规模的增大,与LEACH算法相比具有明显的节能效果.     

基于能量均衡的无线传感网络路由算法

有效的簇首选择策略可提高无线传感器网络（WSN）的负载均衡和簇首均匀分布程度,延长网络生存时间.现有算法在选取簇首时未充分考虑节点剩余能量和能耗速率,导致负载不均衡,部分节点因耗能过度而提前消亡.为此,本文提出一种基于能量均衡的WSN路由算法,该算法使用节点剩余能量、能量消耗速度、与Sink节点的距离作为簇首选择参数,并通过回退机制实现节点回退等待时间的自适应调整,从而保证高能量节点有更高机率成为簇首.实验表明,该算法可有效避免“热区”的出现,延长网络寿命     

一种基于无线传感器网络安全的能量优化路由算法

针对无线传感器网络节点能量利用效率、能量消耗不均衡和安全威胁而导致的网络寿命和网络功能受到影响等问题,提出了一种基于网络安全的能量优化路由算法.在网络中建立安全信任评估机制,借用物理学中势场的概念,利用节点深度、区域能量、剩余能量和安全信任值信息建立4个势场,并将它们统一成一个整合的势场.利用该势场函数确定节点数据包传输的下一跳方向,来达到对传感器网络能量利用效率、能量均衡和安全性的优化.通过仿真实验验证了算法的有效性.     

无线传感器网络中能量有效的最小连通支配集算法

提出了一种分布式最小连通支配集求解算法,对Rule K算法中的标记算法进行了优化,从而形成了连通支配集,并通过新的剪枝算法对连通支配集进行了有效缩减.模拟仿真结果表明:在增加算法复杂度的前提下,该算法求得的连通支配集比前算法更小.     

无线传感器网络公平性算法的分析

为了保证无线传感器网络具有较好的公平性,同时拥有较高的吞吐量,提出了一种基于公平性的多数据包发送调度算法.在该算法中,数据包是按照信源识别的方式来存放的.距离网关一跳范围外的节点,采用改进的最大最小公平性调度算法;距离网关一跳范围以内的节点,每次成功竞争信道后,若节点内各个堆栈都有数据包,则节点一次发送多个数据包,每个堆栈都发送一个.否则,节点等待空闲一段时间.通过对比仿真实验,网络具有较好的公平性以及较高的吞吐量.     

基于无线传感器网络的定位系统研究及设计

研究并设计了一种基于TDOA定位技术的短距离精确定位系统。该系统采用超声波和无线电相结合的定位技术组建无线传感器网络来实现定位，系统结构简单，实现容易，无需时钟同步。针对该定位系统，设计了一种快速、高精度的多步长定位算法，理论及实验结果表明，该算法是高效的。