基于半定規(guī)劃的WSAN分布式定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感與激勵(lì)網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensorand Actuator Network，WSAN)是一種在WSN(Wireless Sensor Network)中引入激勵(lì)器節(jié)點(diǎn)（actuators）而形成的功能更加完善的網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)通過(guò)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)之間以及激勵(lì)節(jié)點(diǎn)與傳感節(jié)點(diǎn)之間的互相協(xié)同來(lái)完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的信息的感知、處理，并做出相應(yīng)的反饋行為。在某種意義上，WSAN不僅能夠?qū)ξ锢硎澜绲男畔⑦M(jìn)行感知，同時(shí)能夠做出改變物理世界的行為。

2、由于微電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，WSAN中節(jié)點(diǎn)的成本、功耗都有所降低，感知和傳輸能力大大提高，因此應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也越來(lái)越大。與此同時(shí)，WSAN的重要支撐技術(shù)——節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)也面臨基于新的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的新挑戰(zhàn)。結(jié)合WSAN網(wǎng)絡(luò)的定位需求，基于對(duì)傳統(tǒng)定位算法的分析研究，本文重點(diǎn)研究了在靜態(tài)WSAN中基于半定規(guī)劃的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)分布式定位算法。
　　 首先，簡(jiǎn)要介紹了WSAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、節(jié)點(diǎn)組成、網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)以及WSAN定位技術(shù)面臨的

3、挑戰(zhàn)，概述了基于到達(dá)時(shí)間等幾種基礎(chǔ)測(cè)距技術(shù)及三邊定位算法等幾種經(jīng)典定位方法。其次，分析研究了傳統(tǒng)定位分類(lèi)方法中集中式和分布式的定位分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)以及在此兩種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)下的六種定位經(jīng)典定位算法，通過(guò)原理分析和仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩類(lèi)算法各自存在的優(yōu)缺點(diǎn)。然后，討論了在WSAN網(wǎng)絡(luò)中有噪和無(wú)噪的情況下節(jié)點(diǎn)定位的半定規(guī)劃（Semi-definite Programming，SDP）建模問(wèn)題，并指出了半定規(guī)劃的定位結(jié)果可能存在高秩性以及中心匯聚問(wèn)題，據(jù)此分析

4、了經(jīng)典的半定規(guī)劃求精算法——梯度搜索算法。接著，概括和總結(jié)了三類(lèi)現(xiàn)有的大規(guī)模定位算法，并選取了三種分類(lèi)中的典型算法進(jìn)行理論分析及仿真比較，討論了現(xiàn)有的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)定位算法在定位精度、定位時(shí)間上受噪聲、通信半徑以及錨節(jié)點(diǎn)分布的影響及變化情況。通過(guò)三種算法的比較給出每種算法適用的定位環(huán)境。
　　 最后，本文研究了一種新的邊松弛方法，從不同角度對(duì)其在FSDP及SSDP算法中的性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。針對(duì)大規(guī)模WSAN定位問(wèn)題中，基于SDP的