無(wú)需測(cè)距的DV-Hop定位算法是一種廣泛應(yīng)用于WSN的定位技術(shù),在定位過(guò)程中利用網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)的信息廣播過(guò)程來(lái)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位,能夠有效的節(jié)約成本和節(jié)省能耗。為了降低DV-Hop定位算法的定位誤差,本文通過(guò)分析DV-Hop算法在三個(gè)定位階段可能產(chǎn)生誤差的原因,提出一種改進(jìn)算法,在不增加硬件成本和節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗的前提下實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的定位。本文主要的研究?jī)?nèi)容為:(1)DV-Hop算法在測(cè)距時(shí)存在誤差,其所累計(jì)的誤差會(huì)隨著跳數(shù)的不斷增多而變得越來(lái)越大。杰卡德相似系數(shù)(Jaccard Similarity Coefficient)不僅可以比較兩個(gè)集合的相似程度,也可以區(qū)分集合的差異程度,為了在DV-Hop算法中計(jì)算更加精確的平均跳距,因此提出一種基于杰卡德相似系數(shù)跳距修正的改進(jìn)算法Jaccard DV-Hop(JDV-Hop)。在經(jīng)典DV-Hop算法的第一階段,本文將杰卡德相似系數(shù)引入到DV-hop算法中。在鄰居節(jié)點(diǎn)間的通信半徑范圍內(nèi),利用杰卡德相似系數(shù)作為一種跳數(shù)校正因子,對(duì)其相交區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行賦值并對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)間的單跳距離進(jìn)行修正,從而進(jìn)一步細(xì)化節(jié)點(diǎn)對(duì)其鄰居節(jié)點(diǎn)的估計(jì)跳數(shù),并得到更加精確的單跳距離。(2)DV-Hop算法中平均跳距的不精確容易對(duì)節(jié)點(diǎn)距離的計(jì)算產(chǎn)生較大的誤差。另外,受網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)連通度的影響,未知節(jié)點(diǎn)選擇離自己最近的錨節(jié)點(diǎn)的平均跳距作為自己的平均每跳距離。因此在利用了杰卡德系數(shù)因子修正了跳數(shù)的基礎(chǔ)上,在經(jīng)典DV-Hop算法的第二階段引入DDV-Hop定位算法的有限差分誤差來(lái)改進(jìn)平均跳距的計(jì)算。(3)DV-Hop算法在求未知節(jié)點(diǎn)位置時(shí),至少需要知道三個(gè)以上錨節(jié)點(diǎn)的距離信息,因此錨節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)選取對(duì)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)確定極為重要。本文提出一種協(xié)作式定位算法,將定位后的節(jié)點(diǎn)有條件的升級(jí)為錨節(jié)點(diǎn),對(duì)其它未知節(jié)點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行定位。而升級(jí)為錨節(jié)點(diǎn)的未知節(jié)點(diǎn)的自身定位精度必須要足夠的高,否則雖然能減少WSN整體的能耗,但是用其不準(zhǔn)確的位置去再次估計(jì)其它未知節(jié)點(diǎn)的位置仍然會(huì)造成較大的誤差。因此本文提供了一種基于錨節(jié)點(diǎn)最優(yōu)選擇的全局優(yōu)化方案用以未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算。綜上,本文主要以無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的非測(cè)距定位算法為研究背景,結(jié)合當(dāng)前廣泛應(yīng)用的經(jīng)典DV-Hop定位算法的基本特征和一些具體的改進(jìn)算法,提出了基于杰卡德相似系數(shù)與協(xié)作定位的DV-Hop改進(jìn)算法,并通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),將本文算法和經(jīng)典DV-Hop定位算法以及其他一些改進(jìn)算法進(jìn)行定位精度,能耗及其穩(wěn)定性的對(duì)比。仿真結(jié)果表明,本文的改進(jìn)算法在節(jié)點(diǎn)定位精度上不僅有很大的提高,在不增加硬件成本和能耗的基礎(chǔ)上更能達(dá)到降低定位誤差的目的。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN929.5;TP391.44

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2814989