基于维度转换水下无线传感器网络节点定位算法研究

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文题目基于维度转换的水下无线传感器网络节点定位算法研究（英文）ResearchonNodeLocalizationofUnderwaterWirelessSensorNetworkBasedonDimensionTransformation研究生学号:10203123研究生姓名:钱文标指导教师姓名、职务:王勇（教授）申请学科门类:工学硕士学科、专业:计算机应用技术提交论文日期:2013年4月论文答辩日期:2013年6月万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我

2、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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林

3、电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要水下无线传感器网络由于其低成本、容易部署的特性，在海洋环境监测、海洋信息采集、海洋资源探测、灾害预警、援助导航等领域被广泛的应用。水下传感器网络中，节点

4、的位置信息是网络拓扑发现、路由协议优化、水下导航等应用的前提，所以节点定位具有非常重要的研究意义。本文对目前已提出的水下无线传感器网络节点定位算法进行了深入的研究和分析，针对现有的节点定位没有很好的考虑水下环境的复杂性，存在定位精度低、能量消耗高等问题，引入维度转换的思想，提出了两种水下节点定位算法，并在此基础上设计了一个定位仿真系统。本文的主要工作如下：提出了一种基于维度转换与极大似然估计的定位算法。算法首先根据水下传感器网络锚节点水面部署、待定位节点深度已知的特性，将三维定位等效转换为二维定位，然

5、后利用极大似然估计法确定节点的二维坐标。仿真实验结果表明，同Silent定位相比，该算法不仅提高了节点的定位精度，还降低了能量和计算量的消耗。提出了一种基于维度转换与粒子群优化的定位算法。算法首先根据水下传感器网络的特性，将三维定位等效转换为二维定位，然后引入并行粒子群优化方法，根据全局最优值限定粒子的方向，粒子不断进化，最后确定节点的位置。仿真实验结果表明，同三维粒子群优化定位相比，该算法提高了定位精度，降低了普通节点的能量和计算消耗，还避免了定位算法陷入局部最优化。利用OMNeT++平台，设计并实

6、现了一个定位仿真系统。系统设计包括网络模型设计、通信节点设计、调度节点设计和消息的定义。利用该仿真系统对上述两种定位算法进行仿真测试，验证了所提算法的可行性，表明该系统适用于水下传感器网络定位算法仿真。关键词：水下无线传感器网络；节点定位；维度转换；极大似然估计；粒子群优化；OMNeT++–I–万方数据AbstractAbstractBecauseofitscharacteristicsoflow-cost,easytodeploy,underwaterwirelesssensornetwork(UW

7、SN)iswidelyusedinoceanenvironmentmonitoring,informationcollection,resourcesexploration,disasterforecasting,navigationalaidsetc.ThepositioninformationofnodesisthepremiseofmanyapplicationsinUWSN,suchasnetworktopologydiscovery,routingprotocoloptimizationan

8、dunderwaternavigational.Therefore,theresearchonnodelocalizationisonofimportance.Inthispaper,theexistingnodelocalizationalgorithminUWSNhasbeenstudiedandanalysised.Againsttheproblemofwithoutconsideringthecomplexityoftheunderwateren