基于多尺度分析技術的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量無處不在的、具有通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點以多跳無線通信方式構成的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡帶來了一種全新的信息獲取與信息處理模式，在軍事、環(huán)境監(jiān)測、災難救援及商業(yè)領域等領域有著廣闊的應用前景。
　　 節(jié)點定位問題是無線傳感器網(wǎng)絡應用的的關鍵技術之一。由于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量眾多，且受自身資源、能量等限制，導致節(jié)點定位十分困難。因此，研究有效的定位算法對于推動無線傳感器網(wǎng)絡技術的應用和發(fā)展具有重要

2、意義。
　　 多尺度分析技術(Multidimensional Scaling，MDS)源自心理測量學，已成為一種在許多領域中廣泛使用的通用數(shù)據(jù)分析技術。自2003年Shang Y 等人提出MDS-MAP 定位算法，MDS 被用來解決無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位問題，已經(jīng)取得了較大進展。MDS的利用傳感器網(wǎng)絡各節(jié)點間諸如連通度、距離等信息來構建其相異(似)性矩陣，通過一系列變換來獲取各節(jié)點的相對坐標來滿足其脅強函數(shù)最小。
　　

3、 針對集中式算法對傳感器網(wǎng)絡節(jié)點要求高、MDS-MAP 只有在測距情況下才能精確定位等不足，提出了一種基于非度量多尺度分析技術的分布式定位算法NMDS-AC。該算法以各錨節(jié)點為簇頭將傳感器網(wǎng)絡分簇成若干子網(wǎng)絡，再在子網(wǎng)絡中利用RSSI 測距技術構建網(wǎng)絡的相異性矩陣，進而采用非度量多尺度分析技術進行局部定位獲得局部相對坐標，再利用簇頭節(jié)點信息將局部相對坐標轉化為局部絕對坐標，然后對各子網(wǎng)絡絕對坐標融合得到整個網(wǎng)絡的絕對坐標。相比集中式MD

4、S 算法，NMDS-AC 算法降低了對節(jié)點計算能力的要求，利用非度量多尺度進行定位，有效地降低測距誤差的影響，提高了定位精度。
　　 針對當網(wǎng)絡規(guī)模較大時，誤差累積的影響造成的定位誤差較大的問題，利用信號處理技術中的恒模算法(Constant Modulal Algorithm，CMA)，在NMDS-AC(O)定位算法的基礎上提出了一種改進算法NMDS-AC(O)。該算法首先利用NMDS-AC算法估計出未知節(jié)點的坐標，然后將其作