| 题名 | 水下无线传感器网络定位算法的研究 |
| 作者 | 陈一鸣 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 薛建彬 |
| 关键词 | 水下传感网络 传播延迟 多径效应 最小二乘算法 二阶锥规划算法 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 随着陆地资源不断地开发,海洋中蕴藏着丰富的资源对未来社会的经济起到了举足轻重的作用。在世界各国的大力发展下,海洋经济占世界经济的比例也呈现逐年上升趋势,随之水下传感网络逐渐成为众多学者研究的热点问题。水下传感网络作为陆地无线传感网络的拓展具有无线传感网络的特征,比如节点自身能量有限以及会受到网络带宽资源的限制,而水下环境的特殊性也使得水下传感网络具有传播延迟大、多径效应明显和节点移动的特性,因此对于水下传感网络的发展需要克服更多的难点。面对水下各种不同的应用,水下定位技术是水下传感网络应用的关键技术。所有应用需要的数据信息都需要以节点的位置信息作为支撑,否则得到的数据没有任何意义,如何能够提高节点的定位精度成为水下研究工作的重点问题。在目前的水下定位研究现状中,定位精度与节点能耗仍然是研究领域关注的重点问题。本论文在分析现有的水下传感网络定位算法的基础上,分析了误差对定位性能的影响及影响误差的因素,在最小二乘定位算法的基础上提出了一种基于层级结构的约束加权最小二乘时差定位算法。该算法首先利用功率控制对信标节点周围分层,未知节点确定其在信标节点周围的层级后,就以对应的功率级别发射信号使信标节点上升或下潜到同一水平面,利用约束加权最小二乘算法进行定位。在忽略位址误差而测距误差不断增大的情况下,该算法的定位性能优于最小二乘算法;当测距误差固定而存在位址误差时,该算法起初能够达到克拉美罗下限(CRLB)而在σ2>2.5m2时性能发散,因此该算法适合在水下位址误差较小的情况。仿真实验表明该算法的定位精度相对于最小二乘定位有了较大的提升。在近海岸海域的动态网络中以海水流动半周期模型为基础,本论文提出了基于海水流动模型的非时间同步定位算法。该算法首先确定了未知节点请求定位时的发送点位置,然后利用非时间同步算法完成节点间的距离估计,最后根据二阶锥规划算法估计出节点的位置。通过对信标节点数量、节点的初始时钟偏移以及节点的时钟偏移率分析发现该算法在能耗和定位精度的综合性能上具有良好的表现。虽然本论文在基于测距的定位算法方面进行了一系列研究,但是考虑到水下环境的复杂性,还需要对节点的定位精度、节点能耗以及动态变化的声速估计方面做进一步的探索与研究。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 59 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92068]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈一鸣. 水下无线传感器网络定位算法的研究[D]. 2016. |
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