Ad-Hoc网络一种改进的DV-Hop定位算法

摘要

网络计算的一个根本目标是使得人们和周围环境进行尽量有效的交互，位置是物理世界中一个重要的因素，也是人们和环境直接发生关系的结合点。随着移动通信技术的发展，人们对位置的应用需求愈来愈迫切。不仅如此，在很多情况下，位置信息起到了至关重要的作用。例如在军事战术通信网中，节点的位置信息是作战指挥的关键依据，节点发挥的战术信息无不与该节点当时所处的位置有关，没有位置信息的支持，这些战术信息将没有意义。在灾难救助等场合，节点感知到的环境信息数据必须和位置信息相捆绑才有意义，甚至有时只需要发回单纯的位置信息。另外对网络中节点进行定位，可以减少寻找和更新路由过程中的消耗，提高路由的效率；为网络提供命名空间；向部署者报告网络的覆盖质量；实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自配置等。
　　而目前广泛应用的移动通信技术都是基于固定基站的，这在很大程度上制约了定位的实现。而传统的GPS等卫星导航定位系统，由于受到使用环境（室内、隧道等）、成本、功耗等众多因素的影响，也使用户对位置的实时需求和一些特殊场合的使用受到了制约。而 Ad Hoc网络，作为一种无需固定通信设施的网络，弥补了传统的移动通信网络依赖于固定的通信设施(如基站)，在野外或无固定基站的地方，无法完成通信任务的不足。被广泛应用于军事作战、突发事件处理、灾难与救助等重要场合。采用一定算法实现 Ad Hoc网络中节点的自主定位成为了必要的研究课题。
　　但是由于Ad Hoc网络的通信机制，即报文要经过多跳才能到达目的地，以及网络拓扑结构的动态变化等原因，很多传统定位算法无法适应 Ad Hoc网络的应用环境，无论在定位精度或是覆盖率上都无法达到在其他网络环境中的良好效果。针对上述问题，本课题提出了基于距离辅助的DV-DScale定位算法。感知的距离累积值不再直接用于最大似然估计求坐标，而是作为标尺对节点间的直线距离进行修正，估计节点的位置信息。数学推导及仿真分析均表明，新算法减小了 Ad Hoc网络由于多跳的通信机制给定位带来的物理位置差异，对跳段间累积距离进行修正，改善传统算法在节点不均匀分布及稀疏的网络中，定位精度方面的不足。无论在致密网或稀疏网中，新算法都能够得到较传统算法优越的定位精度数据。实现了Ad Hoc网络良好的节点的自主定位。

目录

Ad-Hoc网络一种改进的DV-Hop定位算法

AN IMPROVED DV-HOP LOCALIZATION ALGORITHM IN AD HOC NETWORKS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题主要研究内容

1.4 论文结构

第2章 Ad Hoc网络定位基本理论和技术

2.1 Ad Hoc网络定位概述

2.2 Ad Hoc网络定位的原理和方法

2.3 现有典型定位算法和定位系统

2.4 现有算法存在的优势及不足

2.5 本章小结

第3章 基于距离辅助的DV-DScale定位算法

3.1 DV-DScale算法定位原理

3.2 DV-DScale算法流程

3.3 本章小结

第4章 仿真分析与验证

4.1 仿真平台设计

4.2 仿真结果分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢