无线传感器网络节点非测距定位算法的研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeoftheMasterofEngineeringStudyofRange-freeLocalizationAlgorithminWirelessSensorNetworksCandidate:LiGuopengMajor:ComputerApplicationTechnologySupervisor:AssociateProf.WangDuoqiangHuazhongUniver

2、sityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJune,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权

3、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要无线传感器网络WSN（WirelessSensorNetworks）是继因特网之后，将对二十一世纪人类生活方式产生重大影响的IT热点技术，在军事

4、、工业、民用等领域有巨大的应用价值和前景。无线传感器网络由大量靠无线和多跳方式通信的智能传感器节点构成，这些节点一般被密集布设在特定的没有固定基础设施的监控区域。由于传感器节点在布设时采取随机投放的方式，网络中大多数节点位置不能事先确定。但对于很多应用，没有位置信息的监测消息是毫无意义的。在传感器网络中，传感器节点的定位是各种应用的前提和基础。针对传感器节点自身定位特点，在认真分析和研究现有算法的基础上，提出了一种基于弧心的DV-Hop分布式节点定位算法。该算法借鉴了经典的非测距定位算法DV-Hop在跳数和

5、平均跳距估计方面的简单、方便又能满足定位精度等优点，又充分考虑了“不良节点”对定位精度和通信量的影响，引入了弧心定位算法来解决不良节点的定位，从而减小了通信量并提高了平均定位精度。针对节点分布不均匀的网络定位精度降低的问题作进一步的研究，又提出了一种适应于节点分布不均匀网络环境的基于弧心的NCL(Neighbor-CountLocalization)定位算法。该算法在对节点平均跳距进行估计时，引入了期望跳距的概念，运用无线射程和邻居节点数对期望跳距进行估计，考虑到如果对每个节点都进行期望跳距估计，系统开销过

6、大的问题，就将节点按邻居节点数的多少划分区间，对处在相同区间的节点赋予相同的期望跳距估计，从而达到了期望跳距估计精度和通信开销之间的平衡。利用无线传感器网络仿真工具Matlab模拟传感器分布环境，对传感器网络节点定位算法进行模拟实验。通过对实验结果的对比分析，表明新的节点定位算法，无论是在平均定位精度还是在系统开销等方面都有很大的提高。关键词：无线传感器网络，非测距，定位，锚节点，定位精度，弧心I华中科技大学硕士学位论文AbstractWSN(WirelessSensorNetwork)isahottech

7、nologybringinghugeinfluencetolifestyleofhumanin21centuryfollowingtheInternet，Whichisofgreatapplicationvalueandforegroundinmanyfields(e.g.military,industrial,civilian,etc).Awirelesssensornetwork(WSN)consistsofasetofsensorsthatcommunicateinanadhocmanner.Inth

8、iskindofnetwork，sensornodesaredeployedrandomlyanddenselyintheareatobemonitored.ThePrecisePositionsofthesensorsmaynotbeknowninadvance;buttoprocessinformation,itisimportanttoknowwherethedatacomesfrom.So,determi