无线传感器网络定位系统中的基站布设算法

摘要

基于无线传感器网络（Wireless Sesnor Network WSN）的定位系统的定位精度是制约其应用的一个瓶颈性难题，至今未见突破性进展。研究表明，定位系统的定位性能主要取决于正确的测量参数估计，定位算法选择，目标节点和基站之间的几何关系。对于给定的WSNs，定位性能仅仅跟定位方法选择和基站布设有关。因此，可以通过研究新的基站布设算法来进一步改进无线传感器网络的定位性能。本文对WSN定位系统中基站布设方法进行研究，主要贡献如下：
　　(1)提出了单轨迹下最佳基站布设算法。以轨迹的平均几何精度因子（Geometric Dilution Of Precision GDOP）最小作为最优布设准则，将基站节点布设问题转化为最优化问题，并利用下降迭代算法去求解建立的最优化模型，最大限度地保证优化过程的正确性和有效性。
　　(2)提出了多轨迹下基于线性加权和的基站布设算法。为了考虑多轨迹的平均GDOP最优，采用判断矩阵法去求各个轨迹的权重系数，然后，多目标问题的求解可以利用评价函数法中的线性加权和法去求解，此时的问题就转化成了单目标问题进行求解，由仿真结果可知，该算法适用于多轨迹有不同定位精度要求的场景。
　　(3)提出了多轨迹下基于极大极小法的基站布设算法。多目标最优化问题可以利用评价函数中的极大极小法去求解。由仿真结果可知，该算法同样适用于多轨迹的情况。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究工作

1.4 本文的结构安排

第二章 WSNs定位系统

2.1 WSNs介绍

2.2 定位技术介绍

2.3 WSN定位系统的评价指标

2.4 本章小结

第三章 单轨迹下最佳基站布设算法

3.1 引言

3.2 算法思路

3.3 算法具体步骤

3.4 仿真结果与分析

3.5 本章小结

第四章 多轨迹下基于线性加权和的基站布设算法

4.1 引言

4.2 基于判断矩阵的权重系数确定方法

4.3 算法整体描述

4.4 算法具体步骤

4.5 仿真结果与分析

4.6 本章小结

第五章 多轨迹下基于极大极小法的基站布设算法

5.1 引言

5.2 算法描述

5.3 算法具体步骤

5.4 仿真结果与分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 工作展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间申请的专利

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢