1、基于矢量的無線傳感器網絡節點定位綜合算法王馭風，王巖 通信學報 2008年11月匯報人：XXX目錄1 引言2基于校正矢量和粒子群優化的節點定位綜合算法3 算法仿真實驗及結果本文目錄結構4 總結3簡單基本的流程Marketing PlanThis is an example text. Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Strategy enhancmentThis is an example text. Go ahead an replace it with your own text. Thi

2、s is an example text.Result measuringThis is an example text. Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.4簡單流程Example textThis is an example text. Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Example textThis is an example text. Go ahead an replace it wi

3、th your own text. This is an example text.Example textThis is an example text. Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Example textThis is an example text. Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Example textThis is an example text. Go ahead an r

4、eplace it with your own text. This is an example text.52個年代的發展對比時間線20082009這里添加說明這里添加說明這里添加說明這里添加說明這里添加說明這里添加說明這里添加說明這里添加說明6比較細分的流程Step 1Step 2Step 3Step 4Step 5Step 6Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Go ahead an replace it with your own text. This is an example text

5、.Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.Go ahead an replace it with your own text. This is an example text.This is an example text.This is

6、 an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.This is an example text.7半立體效果的流程1點擊此處添加標題2點擊此處添加標題3點擊此處添加標題8帶標題的3色

7、流程Phase 1Phase 2Phase 3Add your textAdd your textAdd your text93D箭頭發展歷程PPT圖示GrowthStartJump200820072006 200520042003 200220012000 Description of the contents Description of the contents Description of the contents Description of the contents Description of the contents Description of the contents De

8、scription of the contents Description of the contents Description of the contents10管狀相連的流程TEXTTEXTTEXTTEXTTEXTTEXTTEXTTEXT11色方塊的流程 Description of the sub contentsTitle in hereTitle in hereTitle in hereTitle in here Description of the sub contents Description of the sub contents Description of the su

9、b contents單擊此處添加標題1.2.3.4.單擊添加文本 單擊此處添加標題單擊添加文本 單擊此處添加標題單擊添加文本 單擊此處添加標題單擊添加文本 單擊此處添加標題13Copyright 2012 Andy Guo. All rights reserved。 【并列段落文本頁面】添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字添加說明文字單擊此處添加標題單擊此處添加標題 引言Range

10、-basedTDOA(Time Difference of Arrival)算法RSSI(Received signed Strength Indicator)算法已知基站發送端發射功率，在接收節點測量接收功率，計算信號的傳播損耗；使用信號衰減模型將傳播損耗轉化為距離。在節點上安裝超聲波收發器和RF收發器,記錄兩種不同信號在兩個節點中的傳播時間差；由傳播時間差計算得到距離。1引言Range-freeDV-HOP 定位算法質心定位算法錨節點每隔一段時間向鄰節點廣播一個信號(自身ID 和位置信息)。當未知節點接收到來自不同錨節點的信號數量超過某一個值后，則確定位置為這些錨節點所組成的多邊形的質心。

11、計算未知節點與錨節點的最小跳數；根據估算距離公式，計算未知節點和錨節點的實際距離；利用三邊測量法計算位置信息1引言DV-HOP算法RSSI算法TDOA算法質心定位算法凸規劃定位算法TOA算法1引言基于矢量的定位綜合算法Range-free測距算法智能優化算法1引言 基于校正矢量和粒子群優化的節點定位綜合算法2基于校正矢量和粒子群優化的節點定位綜合算法2.1 位置校正矢量（LCV）2.2 分簇計算校正步長位置校正矢量校正步長位置校正值2.3 簇邊緣附加矯正2.1 位置校正矢量未知節點通過DV-hop算法得到自身的估計位置，將其與鄰居節點估計位置之間的距離記為“計算距離”。而通過RSSI等測距方法

12、得到的與鄰居節點間的距離記為“測量距離”。 引入位置校正矢量的目的就是通過調整節點的位置，盡可能縮小計算距離與測量距離之間的差別，因此LCV的每個分量是沿著未知節點到某個鄰居節點的方向，分量的大小為對應的計算距離與測量距離的差值。2.1 位置校正矢量圖1 位置矯正矢量圖固定節點的位置校正矢量2.1 位置校正矢量假設節點S通信范圍內有N個鄰居節點，節點自身的估計位置為PS=(xs, ys)，N個鄰居節點的估計位置為Pi=(xi, yi) ，節點S與第i個鄰居節點的計算距離為dci2.1 位置校正矢量節點S獲得的N個測距值為dmi，i=1，2，N。節點S與第i個鄰居節點的差異值的大小可以表示為ui

13、2.1 位置校正矢量節點S與第i個鄰居節點位置校正矢量的矢量方向表示為因此，節點S的合成LCV為圖2 位置矯正矢量圖 （實線為節點實際位置，虛線為節點估計位置）2.1 位置校正矢量移動節點的位置矯正矢量2.1 位置校正矢量對于移動節點，初始位置估計方法：移動節點Sm在tk+1時刻的初步估計位置等于其在tk時刻的定位結果的基礎上加上2.1 位置校正矢量2.1 位置校正矢量假設節點密度不變SStktk+10XY圖3 移動節點的初始定位移動節點用距離變化值代替距離值構建LCV（位置校正矢量），過程如下： 2.1 位置校正矢量Sm與第i個鄰居節點的計算距離為測量距離為tk時刻Sm與第i個鄰居節點的計算

14、距離為測量距離為tk+1時刻差異值表示為：2.1 位置校正矢量節點Sm與第i個鄰居節點位置校正矢量的矢量方向表示為因此，節點S的合成LCV為圖2 位置矯正矢量圖 （實線為節點實際位置，虛線為節點估計位置）2.1 位置校正矢量LCV矢量的合成方法與固定節點相同。2.2 分簇計算矯正步長由于每個未知節點同時調整自身的位置，因此LCV只能給出節點位置的調整方向，而沿這個方向移動的距離(將其稱之為校正步長)需要通過另外的方法來計算。為了避免集中式算法，同時兼顧節點的能耗，考慮使用分簇的計算方式來獲取校正步長。考慮到算法的盡可能簡單化和錨節點的計算通信能力比較強，就將每個錨節點作為簇頭，未知節點以自身的

15、當前估計位置為準，加入距離最近的錨節點所在的簇。問題描述分簇后，以 為目標來計算簇內節點的校正步長。位置校正矢量的作用是使簇內所有鄰居節點之間經過位置校正后，計算距離與測量距離差值的總和最小化，因此求校正步長的問題可以描述為一個多元函數最小化問題。2.2 分簇計算矯正步長簇內網絡整體位置最優化假設簇內有N個未知節點，它們的估計位置分別為Pi=(xi, yi) ，LCV分別為 ，i=1，2，N，待求步長為step，step是一個由stepi組成的N維向量。問題的目標函數可以表示為其中，R為節點的通信半徑為簇內節點i、j之間的距離測量值為簇內節點之間的實際距離2.2 分簇計算矯正步長2.2 分簇計

16、算矯正步長N維向量值最小粒子群算法2.2 分簇計算矯正步長 粒子群優化(PSO)算法是一種新穎的演化算法, PSO的優勢在于簡單而又功能強大。它屬于一類隨機全局優化技術, PSO算法通過粒子間的相互作用在復雜搜索空間中發現最優區域。參數只需要最簡單的設置：PSO粒子的長度等于簇內未知節點的個數每一維分量對應一個節點的校正步長目標函數作為適應度函數2.3 簇邊緣附加矯正 簇內節點的相對位置的最優化并不意味著全局網絡所有節點的位置實現了最優化，有可能存在簇整體平移或者簇間距離誤差反而增大的問題。因此考慮對簇與簇之間的位置進行調整。 由簇的每個邊緣節點查找所有不屬于本簇但是在自身通信半徑內的鄰居節點

17、。利用它們之間的計算距離和測量距離構建附加位置校正矢量。 首先用rangefree算法計算錨節點的估計位置，然后求其與錨節點真實位置的誤差。再利用錨節點與鄰居節點的測距值構建位置校正矢量，將誤差距離值除以位置校正矢量模值作為附加校正步長。 簇內所有邊緣節點都采用這個附加校正步長。每個簇的邊緣節點都通過上述的過程調整自身的位置，以此減小簇與簇的相對位置誤差，避免陷入局部最優化。2.3 簇邊緣附加矯正步長：算法仿真及結果分析仿真環境：MATLAB區域：邊長為100的正方形節點數：隨機布置了100個未知節點節點通信半徑：20網絡的連通度：約為10測量距離：真實距離加上一個誤差不超過10%的高斯隨機變量3 算法仿真及結果分析圖4 DV-hop定位結果3 算法仿真及結果分析錨節點數為16個，錨節點比例為13.8。在如上參數的條件下，DV-hop算法仿真的定位誤差為39.34。3 算法仿真及結果分析粒子群算法的初始粒子數為