無線傳感器網(wǎng)絡中的多維標度定位算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡作為一種新型的數(shù)據(jù)采集技術，無論是在國家安全，還是在國民經(jīng)濟建設的各個方面都有著廣泛的應用背景。對于無線傳感器網(wǎng)絡的大多數(shù)應用來說，獲得傳感器節(jié)點的物理位置信息是十分必要的，沒有位置信息的感知數(shù)據(jù)往往毫無意義；此外，準確的位置信息對于基于地理位置路由協(xié)議具有極其重要的意義。然而，由于傳感器節(jié)點數(shù)量龐大、隨機分布，并且軟硬件資源有限，對定位算法和定位技術提出了很高的要求，因此，研究有效的定位算法具有重要的理論意義和實用價值。

2、 首先，本文分析了各種無線傳感器網(wǎng)絡定位算法的特點，特別是詳細總結了各種多維標度定位算法的優(yōu)點和缺點。經(jīng)典的多維標度定位算法使用節(jié)點之間的最短路徑距離替代節(jié)點之間的實際距離，在網(wǎng)絡拓撲結構不規(guī)則特別是稀疏無線傳感器網(wǎng)絡中，定位誤差較大。然后，本文根據(jù)節(jié)點之間的距離矩陣是一個低秩結構化矩陣，針對稀疏無線傳感器網(wǎng)絡，提出了一種基于虛節(jié)點的非度量加權多維標度定位算法和一種基于虛節(jié)點的Hankel矩陣低秩逼近多維標度定位算法，它們都通過

3、添加虛節(jié)點來增加網(wǎng)絡節(jié)點的密度。兩種算法的主要區(qū)別是在于它們使用不同的方法來實現(xiàn)距離矩陣的低秩逼近，前者使用矩陣的截斷奇異值分解來構造相異性矩陣的逼近陣，由于截斷奇異值分解計算出來的逼近陣不一定是結構化矩陣，因此必須添加拓撲約束條件；而后者使用Hankel矩陣低秩逼近來構造相異性矩陣的逼近陣，充分利用了距離矩陣是Hankel矩陣的特點，可以保證計算的結果一定是結構化矩陣。 最后，本文分別從理論分析和仿真實驗兩個方面評估了所提出的