網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分步式定位算法研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位技術(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)點可能存在位置誤差的情況。第三、缺乏高效的節(jié)點學(xué)習(xí)型定位算法。本文開展了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法研究，其目的在于突破現(xiàn)有的節(jié)點定位技術(shù)定位精度不高、運(yùn)算量大以

2、及未考慮錨節(jié)點位置誤差等局限，發(fā)展了性能優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分步式定位體系結(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)點定位算法。
　　本文的主要創(chuàng)新之處包括：
　?。?）發(fā)展了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分步式定位體系結(jié)構(gòu)，突破現(xiàn)有的節(jié)點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)點分步式定位體系結(jié)構(gòu)，發(fā)展

3、了基于TOA/AOA和TDOA/AOA的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)直達(dá)波節(jié)點定位算法。該兩種算法主要將節(jié)點間的幾何特性、測距矩陣的協(xié)方差矩陣和偽錨節(jié)點（已定位的盲節(jié)點）的定位估計誤差相結(jié)合設(shè)計出直達(dá)波環(huán)境下合適的節(jié)點定位代價函數(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)點定位結(jié)果。
　?。?）基于所提出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分步式定位體系結(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)點定位算法。該

4、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。
　?。?）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)