基于交叉变异的wsn节点蒙特卡罗定位算法研究

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1、ＴＮ９２９．５公开中图分类号：：密级：本校编号ＵＤＣ：讀义逸乂攀硕±学位论文论文题基于交叉变异的ＷＳＮ节点蒙特ｇｈ卡罗定位算法研究吉—研究生姓名：同驰学号．０２１３０６４０学校指导教师姓名：李翠然职称教授；申请学位等级：工学硕壬专业通信与信息系统：—．０４２０１６论文提交日期．０６：２０１６答辩日期论义：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特

2、别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含获得普州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：从／《年《月日间ｍ学位论文版权使用授权书、使用学位论文的规定本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学

3、校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：辦导师签名；言含．间签＾字日期：王口年６月２３日签字日期：ｏｂｆＧ年６月Ｗ日硕士学位论文基于交叉变异的WSN节点蒙特卡罗定位算法研究MonteCarloLocalizationforWSNBasedonCrossoverandMutation作者姓名：闫驰学科、专业：通信与信息系统研究方向：无线通信学号：02130640指导教师：李翠然完成日期：2016.04兰州交通大学Lanzhou

4、JiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要自无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）于上个世纪90年代诞生以来，围绕其在各个领域中的应用研究就从未间断过。WSN节点定位能够提供节点的位置信息，是节点分簇、路由以及能量优化等的基础支撑技术。现阶段，针对节点定位的研究大多集中于静止的网络环境中，而对移动节点的定位研究还很少。随着WSN在移动场景中（如军事侦察、智能交通等）应用的不断增多，对移动环境下的WSN节点定位算法研究迫在眉睫。蒙特卡罗定位（MCL）最初应用于机

5、器人定位，之后用于WSN移动节点定位，并取得了较好的定位效果。然而，MCL算法是一种粒子滤波，其最大缺陷就是粒子退化现象。虽然重采样技术的引入在一定程度上改善了粒子退化现象，但随之而来又出现了新的问题，即粒子多样性的丧失。由于样本集的多样性变差，很难近似表征节点位置的后验概率密度，使未知节点位置的估计精度难以提升。针对上述问题，本文提出一种基于遗传交叉、变异的多跳蒙特卡罗定位（GMMCL）算法，即利用遗传交叉、变异独特的寻优能力，使先验粒子向高似然区域移动。从而缓解了粒子退化，改善了样本的多样性，提高了节点位置估

6、计精度。论文结构安排如下：第1章介绍了WSN研究背景、结构、特点、关键技术及研究移动WSN节点定位的意义。第2章主要介绍了WSN中移动节点定位的常见典型算法，重点对基于统计方法的定位算法（如MCL、MCB等）进行描述，并对典型算法的性能进行了比较。最后，简单介绍了一些其他适用于移动节点定位的算法。第3章首先对定位算法的理论基础贝叶斯估计和粒子滤波做了相对深入的描述，接着对遗传算法进行了介绍，阐述其在问题解寻优方面的独特优势，最后提出一种基于交叉变异的MMCL算法（GMMCL），并从理论上验证其可行性。第4章对提出

7、的算法进行仿真验证。针对结果与已有算法从不同方面进行比较。结论对全文进行总结，提出不足之处，并对其发展方向进行展望。算法仿真方面，分析了未知节点定位误差随锚节点个数、节点最大移动速度、样本个数以及节点密度的变化情况，并与MCL、MCB及MMCL算法进行了对比分析。仿真结果分析表明，本文提出的GMMCL算法与其他三种算法相比，定位精度得到了一定程度的提高。关键词：无线传感器网络；节点定位；MMCL算法；交叉、变异论文类型：应用研究-I-基于交叉变异的WSN节点蒙特卡罗定位算法研究AbstractSincethewi

8、relesssensornetworkwasborninthelastcentury90's，itsapplicationresearchinvariousfieldshasneverbeeninterrupted.WSNnodelocalizationcanprovidethepositioninformationofthenode,whichisthefundamen