本文關鍵詞：基于交叉變異的WSN節(jié)點蒙特卡羅定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks,WSN)于上個世紀90年代誕生以來,圍繞其在各個領域中的應用研究就從未間斷過。WSN節(jié)點定位能夠提供節(jié)點的位置信息,是節(jié)點分簇、路由以及能量優(yōu)化等的基礎支撐技術�，F(xiàn)階段,針對節(jié)點定位的研究大多集中于靜止的網絡環(huán)境中,而對移動節(jié)點的定位研究還很少。隨著WSN在移動場景中(如軍事偵察、智能交通等)應用的不斷增多,對移動環(huán)境下的WSN節(jié)點定位算法研究迫在眉睫。蒙特卡羅定位(MCL)最初應用于機器人定位,之后用于WSN移動節(jié)點定位,并取得了較好的定位效果。然而,MCL算法是一種粒子濾波,其最大缺陷就是粒子退化現(xiàn)象。雖然重采樣技術的引入在一定程度上改善了粒子退化現(xiàn)象,但隨之而來又出現(xiàn)了新的問題,即粒子多樣性的喪失。由于樣本集的多樣性變差,很難近似表征節(jié)點位置的后驗概率密度,使未知節(jié)點位置的估計精度難以提升。針對上述問題,本文提出一種基于遺傳交叉、變異的多跳蒙特卡羅定位(GMMCL)算法,即利用遺傳交叉、變異獨特的尋優(yōu)能力,使先驗粒子向高似然區(qū)域移動。從而緩解了粒子退化,改善了樣本的多樣性,提高了節(jié)點位置估計精度。論文結構安排如下:第1章介紹了WSN研究背景、結構、特點、關鍵技術及研究移動WSN節(jié)點定位的意義。第2章主要介紹了WSN中移動節(jié)點定位的常見典型算法,重點對基于統(tǒng)計方法的定位算法(如MCL、MCB等)進行描述,并對典型算法的性能進行了比較。最后,簡單介紹了一些其他適用于移動節(jié)點定位的算法。第3章首先對定位算法的理論基礎貝葉斯估計和粒子濾波做了相對深入的描述,接著對遺傳算法進行了介紹,闡述其在問題解尋優(yōu)方面的獨特優(yōu)勢,最后提出一種基于交叉變異的MMCL算法(GMMCL),并從理論上驗證其可行性。第4章對提出的算法進行仿真驗證。針對結果與已有算法從不同方面進行比較。結論對全文進行總結,提出不足之處,并對其發(fā)展方向進行展望。算法仿真方面,分析了未知節(jié)點定位誤差隨錨節(jié)點個數(shù)、節(jié)點最大移動速度、樣本個數(shù)以及節(jié)點密度的變化情況,并與MCL、MCB及MMCL算法進行了對比分析。仿真結果分析表明,本文提出的GMMCL算法與其他三種算法相比,定位精度得到了一定程度的提高。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 節(jié)點定位 MMCL算法 交叉 變異
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 移動無線傳感器網絡（WSN）結構、特點及關鍵技術9-13
• 1.2.1 移動WSN系統(tǒng)結構10-11
• 1.2.2 移動WSN網絡特點11-12
• 1.2.3 移動WSN關鍵技術12-13
• 1.3 移動WSN節(jié)點定位的研究意義13
• 1.4 論文的主要工作和組織結構13-15
• 2 移動WSN節(jié)點定位15-33
• 2.1 移動WSN節(jié)點定位概述15-18
• 2.1.1 節(jié)點定位相關術語15-16
• 2.1.2 移動WSN網絡分類16-17
• 2.1.3 移動WSN節(jié)點定位性能指標17-18
• 2.2 移動WSN節(jié)點典型定位算法18-31
• 2.2.1 貝葉斯估計18-20
• 2.2.2 粒子濾波20-23
• 2.2.3 蒙特卡羅定位相關算法23-31
• 2.3 WSN節(jié)點定位算法性能比較31
• 2.4 本章小結31-33
• 3 基于交叉變異的多跳蒙特卡羅定位（GMMCL）算法33-45
• 3.1 遺傳算法概述33-35
• 3.1.1 遺傳算法相關術語33-34
• 3.1.2 遺傳算法基本流程34-35
• 3.2 MMCL定位算法流程35-38
• 3.3 GMMCL定位算法設計38-44
• 3.3.1 GMMCL算法原理38-39
• 3.3.2 GMMCL算法流程39-44
• 3.4 本章小結44-45
• 4 算法性能分析與仿真45-53
• 4.1 仿真環(huán)境與參數(shù)設置45-46
• 4.2 仿真結果及分析46-52
• 4.2.1 節(jié)點初始化分布46-47
• 4.2.2 算法收斂性47
• 4.2.3 定位誤差性能47-52
• 4.3 本章小結52-53
• 結論53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀學位期間的研究成果59

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前4條

1 錢志鴻;王義君;;面向物聯(lián)網的無線傳感器網絡綜述[J];電子與信息學報;2013年01期

2 包晗;李鳳榮;黃河清;劉海濤;;使用移動錨節(jié)點的增量式自定位算法研究[J];計算機工程與應用;2010年07期

3 汪煬;黃劉生;吳俊敏;徐宏力;;一種基于Monte Carlo的移動傳感網絡精確定位算法[J];小型微型計算機系統(tǒng);2008年09期

4 紀陽,張平;無線傳感器網絡的體系結構[J];中興通訊技術;2005年04期

  本文關鍵詞：基于交叉變異的WSN節(jié)點蒙特卡羅定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：488866