【摘要】：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),近年來得到了廣泛研究。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法主要還存在著諸多局限性。第一、現(xiàn)有的定位算法或者無法對代價函數(shù)進(jìn)行加權(quán)、或無法利用所有測距信息、或者需要N維搜索,存在著定位精度低或運(yùn)算量大的缺陷。第二、現(xiàn)有的定位算法大都未考慮錨節(jié)點(diǎn)可能存在位置誤差的情況。第三、缺乏高效的節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)型定位算法。本文開展了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究,其目的在于突破現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)定位精度不高、運(yùn)算量大以及未考慮錨節(jié)點(diǎn)位置誤差等局限,發(fā)展了性能優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分步式定位體系結(jié)構(gòu),并基于此體系結(jié)構(gòu)提出了低運(yùn)算量、性能優(yōu)良的直達(dá)波和非直達(dá)波節(jié)點(diǎn)定位算法。本文的主要創(chuàng)新之處包括:(1)發(fā)展了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分步式定位體系結(jié)構(gòu),突破現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)定位體系或者無法對代價函數(shù)加權(quán),性能受限,或者需要N維搜索,定位精度不高或運(yùn)算量大的局限,為后續(xù)的節(jié)點(diǎn)定位算法的研究奠定了基礎(chǔ)。(2)基于所提出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分步式定位體系結(jié)構(gòu),發(fā)展了基于TOA/AOA和TDOA/AOA的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)直達(dá)波節(jié)點(diǎn)定位算法。該兩種算法主要將節(jié)點(diǎn)間的幾何特性、測距矩陣的協(xié)方差矩陣和偽錨節(jié)點(diǎn)(已定位的盲節(jié)點(diǎn))的定位估計(jì)誤差相結(jié)合設(shè)計(jì)出直達(dá)波環(huán)境下合適的節(jié)點(diǎn)定位代價函數(shù),同時借助二步加權(quán)最小二乘方法得到代價函數(shù)的閉式解,從而得到性能優(yōu)良的節(jié)點(diǎn)定位結(jié)果。(3)基于所提出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分步式定位體系結(jié)構(gòu),發(fā)展了基于TOA/AOA和TDOA/AOA的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非直達(dá)波節(jié)點(diǎn)定位算法。該兩種算法主要是使用對大誤差不敏感的加權(quán)穩(wěn)健代價函數(shù)代替常規(guī)的加權(quán)均方代價函數(shù)來抑制非直達(dá)波誤差對定位結(jié)果的影響,并通過兩步加權(quán)最小二乘方法求解出該代價函數(shù)的閉式解,從而達(dá)到提高定位精度的效果。(4)發(fā)展了基于LS-SVM的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)型定位算法�，F(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)型定位算法只適用于蜂窩無線定位系統(tǒng),未考慮所有節(jié)點(diǎn)之間的可能存在的通信信息,定位性能有待進(jìn)一步提高。本文提出的學(xué)習(xí)型定位算法將LS-SVM定位算法和最速下降法優(yōu)化準(zhǔn)則相結(jié)合,利用LS-SVM定位算法獲得的盲節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)估計(jì)值作為最速下降法的初始值,之后通過迭代搜索最終盲節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值。該算法利用了所有節(jié)點(diǎn)之間的通信信息求取盲節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),從而得到了更高的節(jié)點(diǎn)定位精度。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：2550281