基于半定規(guī)劃的WSAN定位技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感與激勵網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor and Actuator Networks，WSAN)是在傳統(tǒng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)的基礎(chǔ)上引入激勵器而衍生出的一種全新的網(wǎng)絡(luò)。在WSAN中，普通傳感器感知周圍的環(huán)境信息，而功能相對強大的激勵器則對信息進行處理、決策，并作出反應(yīng)。由于激勵器的引入，WSAN在極大地擴展了傳感網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用的同時，也面臨著異構(gòu)節(jié)點間協(xié)調(diào)、通信、調(diào)度等諸多

2、問題的挑戰(zhàn)。另外，與WSN應(yīng)用相似，對于大多數(shù)的WSAN應(yīng)用來說，沒有位置信息的傳感器測量數(shù)據(jù)同樣是沒有意義的。因此，節(jié)點定位技術(shù)也是WSAN的一項支撐技術(shù)。為此，本文在分析研究傳統(tǒng)WSN節(jié)點定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，對WSAN節(jié)點定位技術(shù)展開了研究?，F(xiàn)有研究表明，在WSN中半定規(guī)劃定位方法在較少信標點的情況下即能達到較高的定位精度，本文為此主要研究了基于半定規(guī)劃的WSAN節(jié)點定位技術(shù)。
　　首先，本文介紹了傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位的半定規(guī)劃松弛

3、模型(fullSDP)。該模型以最小化節(jié)點間距離誤差為目標函數(shù)，節(jié)點間距離為約束，將節(jié)點定位問題建模成一個最優(yōu)化問題，并將其松弛為一個半定規(guī)劃問題。此外，本文還通過理論分析及仿真詳細研究了四種相關(guān)的非測距半定規(guī)劃定位方法。
　　其次，針對噪聲情況下fullSDP定位結(jié)果向信標點凸包中心匯聚的問題，本文提出了一種新的高斯噪聲下基于半定規(guī)劃的WSAN節(jié)點定位算法。分析及實驗結(jié)果表明，該算法能有效地克服fullSDP節(jié)點估計位置向信標點

4、凸包中心匯聚的問題，在計算復雜度相仿的情況下明顯提高了定位精度。另外，將其結(jié)果作為初始點進行梯度搜索，能進一步提高定位精度。
　　然后，本文介紹了幾種針對半定規(guī)劃定位方法計算復雜度高這一問題的處理方法，并主要研究了解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位問題的分布式定位方法。為充分利用激勵器節(jié)點較強的功率控制和移動能力，本文還研究了一種基于移動激勵節(jié)點多級功率的非測距半定規(guī)劃分布式定位算法。仿真分析表明，激勵節(jié)點以多級功率發(fā)送信標信息能極大地提高定