稀疏測(cè)量錯(cuò)誤下無線傳感器節(jié)點(diǎn)自定位算法研究.pdf

1、隨著無線通信和微電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的諸多應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息對(duì)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理都有著十分重要的作用。而實(shí)際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)僅已知少量傳感器節(jié)點(diǎn)的位置，其余節(jié)點(diǎn)位置的獲取則依靠節(jié)點(diǎn)自定位算法。節(jié)點(diǎn)自定位已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中很重要的一項(xiàng)工作。
　　 無線傳感器節(jié)點(diǎn)自定位就是利用網(wǎng)絡(luò)中少量節(jié)點(diǎn)的位置信息以及節(jié)點(diǎn)間的連通性、距離等信息來

2、估計(jì)盲節(jié)點(diǎn)位置的過程?；跍y(cè)距的定位算法在計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置時(shí)利用的是節(jié)點(diǎn)間的距離信息，相比于其它定位算法具有定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，該類算法已被廣泛應(yīng)用。距離信息的準(zhǔn)確程度對(duì)定位結(jié)果的準(zhǔn)確程度具有重要的影響，錯(cuò)誤的距離信息將會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的定位結(jié)果。因此如何在定位過程中有效地處理錯(cuò)誤的距離測(cè)量值，是節(jié)點(diǎn)自定位算法面臨的一個(gè)重要問題。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加，如何降低節(jié)點(diǎn)自定位算法的計(jì)算復(fù)雜度和通信量也是當(dāng)前的一大挑戰(zhàn)。分布式算法僅要求鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行

3、信息交換和共享，協(xié)同計(jì)算以完成自定位，能克服集中式算法通信負(fù)荷大、能量效率低的缺陷，有利于網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。分布式的節(jié)點(diǎn)自定位算法已成為當(dāng)前一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。
　　 本文的研究重點(diǎn)是稀疏測(cè)量錯(cuò)誤下無線傳感器節(jié)點(diǎn)自定位算法。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證距離測(cè)量錯(cuò)誤的稀疏性，利用測(cè)量錯(cuò)誤稀疏這一先驗(yàn)知識(shí)設(shè)計(jì)無線傳感器節(jié)點(diǎn)自定位算法，基于松弛技術(shù)進(jìn)行求解;不同于傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)自定位算法在位置估計(jì)前先剔除錯(cuò)誤的距離測(cè)量值，本文所設(shè)計(jì)的算法能同時(shí)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)自定

4、位及測(cè)量錯(cuò)誤的顯式估計(jì)。本文的主要工作包括:
　　 (1)建立基本模型:構(gòu)造稀疏測(cè)量錯(cuò)誤下無線傳感器節(jié)點(diǎn)自定位的基本模型，將稀疏測(cè)量錯(cuò)誤看成待求解的變量，同步地完成距離測(cè)量錯(cuò)誤的修正以及盲節(jié)點(diǎn)位置的估計(jì)，在提高算法定位精度的同時(shí)有利于提高計(jì)算效率。
　　 (2)設(shè)計(jì)集中式算法:由于稀疏測(cè)量錯(cuò)誤下節(jié)點(diǎn)自定位的基本模型是一個(gè)非凸的優(yōu)化問題，采用半正定松弛技術(shù)對(duì)該非凸問題進(jìn)行求解，半正定松弛的計(jì)算效率受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的限制，因此將