本文關(guān)鍵詞：基于信賴域優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能獲得傳感器節(jié)點的準確坐標位置是無線傳感器網(wǎng)絡被廣泛應用的一個重要原由,因此節(jié)點定位算法是定位領域的一個研究熱點。由于測距技術(shù)的限制及各種環(huán)境因素的影響,錨節(jié)點與未知節(jié)點間的距離測量值總是存在一定的誤差,因此基于距離的定位算法很難求得未知節(jié)點的準確位置。目前很多專家學者針對各種測距技術(shù)及環(huán)境提出了相應的定位算法獲取未知節(jié)點更精確的坐標位置。本文針對基于距離的分布式網(wǎng)絡定位算法存在定位誤差較大的問題,采用“化整為零”的思想,先提高單個未知節(jié)點的定位精度,從而減小整個網(wǎng)絡的定位誤差。目前大部分的研究是將定位問題轉(zhuǎn)換成最優(yōu)化問題,通過求解目標函數(shù)的最優(yōu)解獲取未知節(jié)點的估計位置。針對只有一個未知節(jié)點的單源定位問題而言,基于平方距離的最小二乘(squared-range-based least squares,SRLS)問題已經(jīng)得到很好地解決,有算法能夠求得其全局最優(yōu)解。而鑒于基于距離的最小二乘(range-based least squares,RLS)函數(shù)非凸且非光滑,到目前為止有效求得該問題的精確解仍然是個開放性問題,因此本文主要研究該問題。與大部分文獻將RLS函數(shù)轉(zhuǎn)化成凸函數(shù),然后求得轉(zhuǎn)換函數(shù)的全局最優(yōu)解不同,本文從RLS函數(shù)的非光滑特性出發(fā),求得RLS函數(shù)的局部最優(yōu)解。本文通過引入一個參數(shù)將原目標函數(shù)轉(zhuǎn)換成可微的光滑函數(shù),提出了一個基于信賴域優(yōu)化的DTR算法有效求得未知節(jié)點較為精確的坐標位置。仿真結(jié)果表明與其他算法相比,DTR算法在提高定位精度的同時也能減少迭代次數(shù)。針對未知節(jié)點較多的網(wǎng)絡定位問題,本文將原子多邊算法定位看成單源定位問題,把DTR算法應用到網(wǎng)絡定位中,提出了一個改進的定位算法,并從多次仿真結(jié)果的平均值和單次仿真結(jié)果兩方面詳細分析了改進算法的性能,仿真結(jié)果表明改進的算法比原始算法及基于半定松弛的原始算法定位精度更高。本文分別討論了影響定位誤差的兩個因素:引入?yún)?shù)的數(shù)值及由測距誤差導致錨節(jié)點與未知節(jié)點組成的圖形結(jié)構(gòu)的改變。本文從局部優(yōu)化的角度解決了目標函數(shù)非凸非光滑的定位問題,雖然只能求得目標函數(shù)的局部最優(yōu)解,但是這些解作為未知節(jié)點的坐標位置有著更高的定位精度。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 定位 局部優(yōu)化 信賴域 光滑
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡定位的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的研究意義12
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡定位14-23
• 2.1 基本術(shù)語14
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡概述14-15
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡定位的基本原理15-20
• 2.3.1 測距方法15-17
• 2.3.2 節(jié)點定位的方法17-20
• 2.4 定位算法的分類20-21
• 2.5 定位算法的評價指標21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 非凸非光滑的單源定位問題的局部優(yōu)化求解算法23-36
• 3.1 單源定位問題建模及改進23-24
• 3.2 基于信賴域優(yōu)化的局部求解算法DTR24-28
• 3.2.1 LS求得初始點25-26
• 3.2.2 信賴域方法迭代求精26-28
• 3.3 算法的收斂性分析28-29
• 3.4 實驗仿真及分析29-35
• 3.4.1 初始點的選取30-31
• 3.4.2 局部優(yōu)化算法的選取31-33
• 3.4.3 DTR算法在SRLS問題中的應用33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 DTR算法在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用36-50
• 4.1 分布式定位算法AHLos36-41
• 4.1.1 AHLos算法的子算法36-38
• 4.1.2 算法仿真及結(jié)果分析38-40
• 4.1.3 AHLos算法存在的問題40-41
• 4.2 基于DTR的網(wǎng)絡定位算法AHLos-DTR41-46
• 4.2.1 AHLos-DTR算法的原理41-42
• 4.2.2 實驗仿真42-46
• 4.3 AHLos-DTR算法的理論分析46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 總結(jié)50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻52-55
• 致謝55-56
• 附錄A 攻讀碩士學位期間的研究成果及參與的科研項目56

  本文關(guān)鍵詞：基于信賴域優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：447196