本文關(guān)鍵詞：基于參數(shù)自適應(yīng)和協(xié)作通信的室內(nèi)定位算法的改進

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一項隨著高科技技術(shù)發(fā)展起來的新型數(shù)據(jù)采集和檢測網(wǎng)絡(luò),基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)又是其中重要的熱點研究領(lǐng)域之一。無線定位技術(shù)相對于傳統(tǒng)有線定位技術(shù)的特點在于系統(tǒng)部署簡單、可移植性強、擴展性強,在這幾年得到廣泛的關(guān)注和研究。本文首先對無線傳感器的發(fā)展和國內(nèi)外當(dāng)前無線定位技術(shù)作了介紹,并對基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位算法作了詳細的分析與討論,給出了室內(nèi)定位系統(tǒng)的評價指標(biāo)。對三種基于距離的測量方法和三種計算未知節(jié)點坐標(biāo)的算法作了介紹和推導(dǎo),對于四種不基于距離的定位算法作了簡要介紹和分析。對于無線環(huán)境復(fù)雜多變的問題,本文提出了針對無線信號傳播模型自適應(yīng)環(huán)境參數(shù)取值的APE(Adaptive-to-environment Parameter Estimation)取值法,這種優(yōu)化算法能夠利用現(xiàn)有錨節(jié)點的通信來自適應(yīng)地獲取真實無線環(huán)境的參數(shù),通過仿真驗證,相對于經(jīng)典值法,APE取值法的節(jié)點定位誤差有所降低。本文對APIT定位算法作了分析,針對存在的In-To-Out誤判問題和節(jié)點密度較低時大量節(jié)點不能被定位問題,提出了CAL(Coefficient-triangle APIT Localization)定位算法,即通過引入RSSI輔助定位、加權(quán)三角形估算坐標(biāo)來降低節(jié)點定位誤差,通過仿真驗證,相比較傳統(tǒng)的APIT定位算法,CAL定位算法的節(jié)點定位誤差有所降低,但是節(jié)點定位覆蓋率并不高。針對CAL算法存在的局限性,本文又引入?yún)f(xié)作定位的思想,提出了CAL協(xié)作定位算法,通過將已經(jīng)定位的未知節(jié)點轉(zhuǎn)化為錨節(jié)點參與定位,并對估算出的未知節(jié)點坐標(biāo)進行合法性檢測,從而提高了CAL定位算法的節(jié)點定位覆蓋率。通過MATLAB仿真軟件的驗證,CAL協(xié)作定位算法在節(jié)點定位誤差和定位覆蓋率方面的性能相比APIT算法有很大的提升。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 室內(nèi)定位算法 參數(shù)自適應(yīng) 加權(quán)三角形 協(xié)作通信
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景和意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究技術(shù)及現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 無線定位技術(shù)9-12
• 1.2.2 室內(nèi)定位系統(tǒng)12-14
• 1.3 課題主要內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 基于WSN的無線室內(nèi)定位算法研究15-26
• 2.1 基于WSN的定位技術(shù)15-18
• 2.1.1 WSN定位系統(tǒng)的基本概念15-16
• 2.1.2 WSN定位算法的分類16-17
• 2.1.3 WSN定位算法的評價指標(biāo)17-18
• 2.2 基于距離（Range-based）的無線定位算法18-23
• 2.2.1 三種基于距離的測量方法19-20
• 2.2.2 三種計算位置坐標(biāo)的算法20-23
• 2.3 與距離無關(guān)（Range-free）的無線定位算法23-24
• 2.3.1 質(zhì)心算法23-24
• 2.3.2 DV-Hop24
• 2.3.3 D-distance算法24
• 2.3.4 APIT算法24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 室內(nèi)無線信號傳播模型參數(shù)的優(yōu)化26-39
• 3.1 無線信號傳播模型26-28
• 3.1.1 自由空間傳播模型26-27
• 3.1.2 對數(shù)距離路徑損耗模型27-28
• 3.2 現(xiàn)有的無線信號傳播模型參數(shù)取值方案28-30
• 3.2.1 經(jīng)驗值法28-29
• 3.2.2 典型值法29-30
• 3.3 無線信號傳播模型中參數(shù)取值的優(yōu)化30-32
• 3.3.1 傳播模型參數(shù)的估計30-31
• 3.3.2 算法流程31-32
• 3.4 仿真實現(xiàn)與結(jié)果分析32-38
• 3.4.1 MATLAB仿真平臺的搭建32-35
• 3.4.2 APE取值法仿真設(shè)計35-36
• 3.4.3 仿真結(jié)果分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于APIT的室內(nèi)定位算法的設(shè)計39-54
• 4.1 APIT定位算法39-42
• 4.1.1 APIT測試原理39-40
• 4.1.2 APIT算法存在問題40-41
• 4.1.3 APIT算法性能分析41-42
• 4.2 改進的CAL定位算法42-46
• 4.2.1 對APIT定位算法的改進42-43
• 4.2.2 RSSI輔助定位43
• 4.2.3 加權(quán)三角形計算位置坐標(biāo)43-45
• 4.2.4 算法流程45-46
• 4.3 仿真實現(xiàn)與結(jié)果分析46-53
• 4.3.1 不規(guī)則模型DOI46-48
• 4.3.2 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署48-49
• 4.3.3 CAL定位算法仿真與分析49-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于CAL的協(xié)作定位算法54-64
• 5.1 協(xié)作通信54-55
• 5.1.1 協(xié)作通信的研究背景54
• 5.1.2 協(xié)作通信在定位技術(shù)中的應(yīng)用54-55
• 5.2 基于CAL定位算法的協(xié)作定位優(yōu)化55-57
• 5.2.1 迭代協(xié)作定位55
• 5.2.2 合法性檢測55-56
• 5.2.3 改進系統(tǒng)方案的設(shè)計流程56-57
• 5.3 仿真實現(xiàn)與結(jié)果分析57-63
• 5.3.1 節(jié)點定位誤差的仿真分析58-61
• 5.3.2 節(jié)點覆蓋率的仿真分析61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 工作總結(jié)64
• 6.2 工作展望64-66
• 參考文獻66-69
• 附錄一 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利69-70
• 附錄二 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目70-71
• 致謝71

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1 本報記者 馬靜t，

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