水下无线传感器网络节点定位算法的设计与实现

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水下无线传感器网络节点定位算法的设计与实现

2023-04-10 09:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

1、研究特色

(1)对于一个定位算法的评价,不能仅仅以定位精度作为衡量定位算法唯一标准。倘若在节点定位的过程中,网络内节点能耗过大,在后续应用中网络生存时间则相应减少,导致网络瘫痪等问题。

(2)通过对国内外改进的D V-Hop及各种数据传输算法的研究可以发现,大多数改进免测距定位算法较多重视算法性能,有些算法的提出甚至为追求高的性能而不惜以节点能量为代价,这对于电能供应受限的UWSN来说这种做法是不理智的。因此,在现有的针一对传统的D V-Hop定位算法的改进研究所取得成果基础上,考虑在保证节点定位精度不影响网络拓扑结构的前提下,研究侧重如何提高节点定位效率,使定位性能与节点能耗折中的改进方法。

(3)在UWSN节点定位精度确保的情况下,有效地降低网络的能耗,为UWSN定位的后续研究和应用提供新的思路和方法。

2、创新之处

(1)针对在UWSN节点定位的问题,在非测距传统的DV-Hop算法基础上,采用对接收的多个锚节点的跳距进行加权求和来减少平均每跳距离的误差,从而优化平均跳距,并且利用改进的最小二乘方法来解决误差累积的问题,进而提高节点的定位精度。

(2)为进一步提高定位算法的能量效率,需要在节点定位精度与能耗之间折中。针对现有的定位算法,提出能量控制的D V-Hop改进算法,在定位过程中减小锚节点的能量能耗,达到延长锚节点存活时间和提高网络节点定位精度的目的。

论文拟写的篇幅,预期成果的理论意义和应用价值:

1、篇幅:本论文拟分为五章完成,篇幅约为2-3万字左右:

2、预期成果的理论意义:通过对水下传感器网络特点的分析提出了一种基于能量控制的D V-Hop改进算法,并将其在MATLAB仿真平台上进行仿真实验。

3、应用价值:

(1)D V-Hop算法的优点在于它比较简单,并且在算法实现过程中没有直接进行距离或角度的测量,不需要进行节点之间的距离测量,节点不需要任何附加硬件支持,仅仅利用网络连通性和交换各自的距离矢量信息,将其巧妙地转化为近似的距离测量。

(2)提出了一种基于能量控制的D V-Hop改进算法,考虑在保证节点定位精度不影响网络拓扑结构的前提下,定位性能与节点能耗折中的改进方法。

论文工作进度计划:

论文研究的基本方法、技术路线:

1、基本方法

(1)查阅相关国内外文献资料,分析研究目前已有的定位算法,在学习和借鉴的基础上进行算法的优化和改进。

(2)根据MATLAB仿真平台,将传统的DV-Hop算法与改进后的予以实现

(3)根据仿真结果,对定位性能进行评估与分析

2、技术路线

通过阅读定位技术的相关文献和资料,对现有的算法进行定位性能分析。考虑在保证节点定位精度不影响网络拓扑结构的前提下,定位性能与节点能耗折中的改进方法,提出了一种基于能量控制的DV-Hop改进算法,并在MATLAB平台进行仿真实验。



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