高精度多通信半径DV-Hop定位算法

无线传感器网络(WSN)中,DV-Hop算法一般应用于粗精度定位。为了进一步减小基于无需测距DV-Hop算法的定位误差,从三个方面依次提出三种呈现递进改进关系的基于多通信半径的高精度DV-Hop改进算法。第一种,通过改变计算跳数值方式,改进多通信半径DV-Hop算法;第二种,在改进的多通信半径算法基础上,改进计算锚节点平均每跳距离的公式;第三种,基于第二种算法,对锚节点平均每一跳距离进行加权处理,使校正值的大小受锚节点与未知节点间的距离影响。MATLAB仿真实验表明,改进的三种算法可以大大提升DV-Hop算法的定位精度。

基于布谷鸟算法的多通信半径DV-Hop改进算法

为了有效解决DV-Hop算法定位精度较低问题,提出一种基于布谷鸟算法的多通信半径DV-Hop改进算法.首先采用多通信半径进行多次广播,细分跳数,提高未知节点与信标节点之间最小跳数值的精确性;然后采用布谷鸟算法优化信标节点的平均每跳距离,使其更接近实际值,最后采用极大似然估计法估算未知节点的坐标位置.仿真结果表明,相同的仿真环境下,与经典算法相比,改进算法有效地提高了节点的定位精度.

基于多通信半径和改进麻雀搜索算法的DV-HOP节点定位研究

在无线传感器网络中,传统DV-Hop(Distance Vector-Hop)算法因跳数和平均跳距计算存在较大偏差,从而对未知节点定位产生较大误差.针对该问题,设计了基于多通信半径和改进麻雀搜索的DV-Hop定位算法.首先采用多通信半径修正节点间的跳数,使跳数值较真实反映两个节点间的距离.其次采用修正的跳数去修正信标节点的平均跳距,从而获得未知节点到各信标节点修正后的距离.最后采用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)估算未知节点位置,将节点定位问题转化为函数寻优问题.针对麻雀搜索算法前期容易陷入局部最优解,后期寻优精度不高的问题,提出将Levy飞行策略引入麻雀搜索算法中,提升算法的全局寻优能力.仿真结果表明,与传统DV-Hop算法、SSA DV-Hop算法相比,改进SSA DV-Hop算法的定位精度明显提高.

基于多通信半径与改进阿基米德算法的DV-Hop定位算法

针对距离向量-跳距(distance vector-hop,DV-Hop)定位算法中未知节点估计位置与实际位置偏差较大的问题,提出了基于多通信半径与改进阿基米德算法的DV-Hop定位算法。首先,采用锚节点通信半径多级数分层的方法,减小未知节点最小跳数选取的误差;然后,对阿基米德算法中三个步骤进行改进,提高了算法的性能;最后,通过改进的阿基米德算法计算未知节点坐标。实验结果表明,相同环境下,提出的改进算法具有更好的定位效果。

基于最优节点通信半径的改进DV-Hop定位算法

针对DV-Hop定位算法在节点随机分布的无线传感器网络中定位误差大,以及现有改进算法需要增加通信开销的问题,提出一种基于最优节点通信半径的改进DV-Hop定位算法.该算法在传统DV-Hop算法的基础上,通过分析网络节点分布特性得到最优节点通信半径,同时利用误差分析获得受扰动影响最小的锚节点优化分布方案,然后使用最小二乘法校正锚节点的平均跳距,最后采用加权方法修正未知节点位置.仿真结果表明,在不增加网络通信量的情况下,文中算法的定位精度高于现有算法.

非均匀网络中半径可调的ARDV-Hop定位算法

针对无线传感网络中传统DV-Hop(Distance Vector Hop)定位算法节点分布不均匀导致定位误差较大的问题,提出了非均匀网络中半径可调的ARDV-Hop(Adjustable Radius DV-Hop in Non-uniform Networks)定位算法。该算法通过半径可调的方式对节点间的跳数进行细化,用细化后呈小数级的跳数代替传统的整数级跳数,并建立了数据能量消耗模型,优化了网络传输性能。ARDV-Hop算法还针对节点分布不均匀的区域提出跳距优化算法:在节点密度大的区域,采用余弦定理优化跳距;密度小的区域,采用最小均方误差(Least Mean Square,LMS)来修正跳距。仿真实验表明,在同等网络环境下,与传统DV-Hop算法、GDV-Hop算法和WOA-DV-Hop算法相比,ARDV-Hop算法能更有效地降低定位误差.

基于双通信半径的DV-Hop改进算法

节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一。基于双通信半径的DV-Hop定位算法虽然比DV-Hop算法大大提高了定位精度,但是还可以进一步改进。在双通信半径定位算法基础上,用最佳指数值概念改进锚节点计算平均每一跳距离的公式。将平均每跳距离进行加权处理,未知节点选择校正值时,用所有锚节点与未知节点距离的远近影响未知节点的校正值。MATALB仿真实验证明,提出的基于双通信半径的最佳指数加权DV-Hop算法能提高基于双通信半径算法的定位精度。改进的算法不会增加节点的硬件成本。

基于多通信半径的加权DV-Hop改进算法

针对网络拓扑结构不规则的无线传感器网络中经典DV-Hop定位算法计算未知节点位置存在较大误差的问题,提出一种基于多通信半径修正跳数,加权修正未知节点平均跳距的改进算法。首先对通信半径进行分级细化,利用多级通信半径修正信标节点到信邻节点的跳数信息。再根据信标节点与未知节点的距离,对能与未知节点通信的每个信标节点进行平均跳距加权处理,并将每个加权后的平均跳距参与未知节点平均跳距的计算,使未知节点的平均跳距更符合实际网络情况。仿真结果表明,在相同的网络拓扑结构下,改进的定位算法有效提高了传感器节点的定位精度。

基于多通信半径和改进遗传算法的DV-Hop定位

针对无线传感器网络定位算法中DV-Hop(distance vector-hop)算法定位精度不高的问题,从跳数和跳距两方面进行优化,提出了一种利用多通信半径和改进遗传算法优化的DV-Hop定位算法。首先,设置节点的通信半径为多个,细化节点间的跳数,降低跳数误差;其次,将局部搜索能力强的禁忌搜索算法与遗传算法相结合优化信标节点的平均跳距;最后,采用加权的方式修正未知节点的平均跳距,降低跳距误差。仿真结果表明:在同等条件下,本文改进算法比传统DV-Hop算法和有关改进算法定位精度更高。

多半径误差修正自适应布谷鸟优化DV-HOP定位算法

针对WSN节点定位中非测距DV-HOP算法存在较大定位误差,提出了一种多通信半径误差修正自适应布谷鸟优化DV-HOP定位算法(MEACS-D).采用锚节点多通信半径广播消息,在跳数计数时将跳数小数化,以减小跳数长短不一造成的误差;再用虚拟相交圆几何方法计算1跳内节点与锚节的距离;通过在未知节点选择平均跳距时,加入各个锚节点权重进行计算来减少平均跳距误差;另引入可自适应搜索步长的布谷鸟算法代替极大似然估计法来定位节点坐标,以提高定位精度.通过仿真,在不同锚节点、通信半径、总节点条件下MEACS-D算法较DV-HOP算法和原布谷鸟DV-HOP算法(CS-D)算法定位误差平均下降39.7%、10.6%,证明MEACS-D算法能有效减少定位误差.

无线传感器网络通信半径动态调整的能耗均衡策略

针对无线传感器网络中分簇算法采用多跳通信方式时,靠近汇聚节点的簇首节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且易失效,从而造成网络分割,形成"热区"问题,提出了一种无线传感器网络通信半径动态调整的能耗均衡策略。该算法将传感器网络合理分区,通过动态调整分区通信半径选择能耗均衡的簇结构。仿真实验表明该算法可以把能量均衡地分摊到网络的各个节点,并具有较高的能耗效率,延长了网络寿命,减缓了网络的"热区"问题,性能优于HEED算法。

基于多通信半径和麻雀搜索的节点定位算法

针对现有无线传感器网络中节点定位算法精度低的问题,提出了一种LSSA-DV-hop算法。在此算法中引入了多通信半径的概念细化节点跳数,对多跳情况引入修正因子,对跳数进行修正。将定位问题抽象为函数寻优问题,使用麻雀搜索算法寻求函数最优解。同时针对优化算法在寻优过程中存在的易陷入局部最优解、种群多样性减少的问题,引入Levy飞行并添加动态递减因子在使其在前期有较好的全局搜索能力,在算法后期有较强的局部寻优能力。仿真结果表明,与经典DV-hop算法及现有改进算法相比提出算法定位误差平均值降低了63.23%、48.60%和12.92%,定位精度更高。

无线传感器网络质心算法的最佳通信半径

关于无线传感器网络节点定位的精度优化问题,由于定位精度受到通信距离的影响,直接与能耗相关。为了在节点通信半径可调的网络中,能以较小的功耗达到较高的定位精度,提出一个新颖的解决思路,从通信半径的设定角度提高定位精度。以经典的质心算法为例,分析了通信半径对定位算法精度的影响,提出了最佳通信半径的概念。在最佳通信半径上,定位的相对误差第一次达到了极小值,到达了高精度、低功耗的目标。改变信标节点个数,得到不同条件下的最佳通信半径结果。由不同条件下的仿真数据,利用曲线拟合技术,得到了最佳通信半径函数表达式。仿真结果表明,改进方法对于实际工程中通信半径的设定具有积极的参考价值。

异构分簇无线传感器网络中节点通信半径的研究

研究了在异构分簇无线传感器网络中,如何优化簇内节点的通信半径,从而最小化网络的总能耗.定义节点的能量消耗模型为E=a(dα+c)、网络半径为R、层数为K.对节点通信半径不可调的网络,证明了α=2、c≤4R2时,或α=4、c≤4R2、K≤(6)^(1/2)R时,最小化网络总能耗的簇内节点通信半径的上界为(c/(α-1))^(1/α).对于节点通信半径可调的网络,在α=2时,提出了自内而外依次最小化每层簇内节点的平均能耗来确定节点通信半径的算法.

随机通信半径下无线传感器网络中三维节点定位算法(英文)

在无线传感器网络三维节点定位问题中,节点通信半径是一个关键参数,通过这个参数,节点建立整个网络的连接度,以实现自身定位。大多数的定位算法中,这个参数通常被设定为一个常数,但这种假设有悖于事实,一般情况下这个参数很难控制,它受到很多因素的影响,比如检测区域中的障碍物阻隔,节点硬件设计的限制以及功率控制等。正是考虑到了这个特殊的问题,介绍了一种最优空间跳跃距离获取以及最优锚节点选择机制,而为了更好的模拟真实环境中的多变情况,每一个节点的通信半径都被设置为20 m至90 m之间的一个随机值。在最后,通过仿真结果,验证了文中提出的三维节点定位算法非常适合无线传感器网络中节点拥有随机半径的问题。

多通信半径DV⁃Hop定位算法的改进

针对传统DV⁃Hop定位算法由于跳数计算存在偏差影响定位性能的问题,提出了非均等多通信半径DV⁃Hop定位算法,并做了理论推导和拓扑图分析.通过计算非均等多通信半径最佳值,计算节点间跳数,进而优化平均每跳距离,提高未知节点定位精度.仿真结果表明:半径细化程度越高,定位误差越小;在半径细化程度不大情况下,非均等多通信半径DV⁃Hop定位算法误差改进效果明显.

基于通信半径动态调整的无线传感器网络密钥管理协议

为了实现传感器网络的安全,对节点间传送的数据进行加密解密是非常重要的,这需要在节点间建立共享密钥对.由于传感器节点的资源有限,传统分发密钥的方法不能应用在无线传感器网络中.目前已经有研究者提出若干种密钥预分布方法来保证传感器网络的安全.利用传感器节点通信范围可调节的特点,提出了一种新的基于通信半径动态调整的密钥预分布方案KMVTR.该方案不仅适用于具有大通信距离的高级节点的网络,而且同样适用于只有普通节点组成的网络.和其他方案相比,KMVTR具有若干优点,如提供最佳的抗节点俘获的能力,并且可以支撑较大的网络规模,而且在预分布阶段不需知道节点的期望部署位置.

基于多通信半径和跳距加权的WSNs三维迭代定位算法

针对三维DV-Hop全局跳数划分不够精确,平均跳距与实际跳距偏差大导致定位误差大的问题,提出一种基于多通信半径和跳距加权的WSNs三维迭代定位算法。首先,参考锚节点比例设置跳数阈值进行迭代定位;其次,利用多通信半径和多跳跳数偏差对单跳和多跳节点跳数进行精确划分;最后,将估计跳距与最大通信半径的偏差设为平均跳距的权值,采用最小最大法计算节点位置。仿真结果表明,在锚节点比例较大和通信距离较短时,该算法与3D-DVHop、3D-WD-DVHop和基于三维球形分割定位算法相比,定位精度明显提高。

距离误差加权与多通信半径的蝙蝠优化无线网络节点定位算法

传统DV-Hop定位算法存在明显的定位误差,改进的粒子群优化算法由于易陷入局部最优、局部收敛过慢等问题无法满足节点的定位精度要求。针对于此,通过设置跳数阈值优选锚节点以排除异常锚节点对定位精度的干扰;引入多通信半径广播方法修正最小跳数;采用距离误差和跳数归一化思想修正平均跳距;通过利用立方映射均匀化初始蝙蝠种群,引入Levy飞行特征加强算法跳出局部最优能力,使用Powell局部搜索加快算法收敛等三方面改进蝙蝠算法,并利用改进的蝙蝠算法定位未知节点。仿真结果表明,相比传统DV-Hop、BIDV-Hop、GAPSODV-Hop等3种算法,本文改进的定位算法有效降低了定位误差,提高了定位精度。

基于DV-HOP的信息通信节点精准定位算法

针对传统通信节点定位算法存在的定位误差大、定位速度慢的问题,提出基于DV-HOP的信息通信节点精准定位算法。根据通信网络的硬件连接结构和运行原理,构建信息通信网络模型。在该模型下,设置通信虚拟信标点,并获取通信节点的实时通信信号。利用DV-Hop算法,计算信标节点和未知节点之间的跳段距离,确定目标节点位置坐标,并通过分析节点定位误差,修正初始定位坐标,实现信息通信节点的精准定位。通过与传统定位算法的对比实验得出结论:设计精准定位算法的定位误差有所降低,且定位时间节省了0.307s。