無線節(jié)點定位技術ppt課件-資料下載頁
2024-12-08 04:39本頁面
【正文】 ?無需測距的定位技術 —— DVHop定位算法 3） 利用三邊測量法計算自身位置 ?在未知節(jié)點獲得與 3個或 3個以上信標節(jié)點的距離后 ，執(zhí)行三邊測量定位 。 ?該算法只需要較少的信標節(jié)點 ， 計算和通信開銷適中 ， 不需要節(jié)點具備測距能力 ， 是一個可擴展的算法 ，但是該算法對信標節(jié)點的密度要求較高 ， 對于各向同性的密集網(wǎng)絡 ， 才可以得到合理的平均每跳距離 ， 從而能夠達到適當?shù)亩ㄎ痪?。 ?無需測距的定位技術 —— DVHop定位算法 ?將節(jié)點間點到點的通信連接視為節(jié)點位置的幾何約束 ， 把整個網(wǎng)絡模型化為一個凸集 ， 從而將節(jié)點定位問題轉化為凸約束優(yōu)化問題 ， 然后使用線性矩陣不等式 、 半判定規(guī)劃或線性規(guī)劃方法得到一個全局優(yōu)化的解決方案 ，確定節(jié)點位置 。 同時也給出了一種計算未知節(jié)點有可能存在的矩形空間的方法 。 ?無需測距的定位技術 —— 凸優(yōu)化方法 第八章 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位技術 ?無線傳感器網(wǎng)絡自身定位算法的性能對其可用性有直接的影響 ， 如何評價定位算法是一個需要研究的問題 。 可 從是否需要信標節(jié)點 、 信標節(jié)點布置方式 、 計算模式 、 定位原理和節(jié)點外加設備等角度對上述無須測距節(jié)點定位技術進行了分析和比較 ， 如 下 表所示 。 ?無需測距的定位技術 —— 分析比較 剛性體理論概述 剛性，即在不考慮物質特性的理想條件下任何兩個連接點之間的歐氏距離不隨其運動狀態(tài)改變的特性。普通剛性理論是一種定義在光滑軌道上的運動特性。當圖沿著光滑軌道 運動時 ， 任意兩個節(jié)點 qi(t)和 qj(t)間的歐氏距離不隨時間函數(shù)變化 ， 則qi(t)和 qj(t)具有普通剛性特性 。 用數(shù)學描述 ， 即當幾何圖沿著軌道 q([0, ∞])做剛性運動時 ， 則任意時刻的節(jié)點集 qi(t)和 qj(t)是全等的 。 可用數(shù)學公式表示為 ( ) 0q ??Rq式中， R(q)是一個 m n型的矩陣，稱為剛體矩陣。 ?協(xié)作定位技術 定理 1：在二維的平面空間中 ， 圖形 G=(v,L)擁有 n個頂點 ， 如果 L（ L為圖形的邊集 ） 存在一個有 2n－ 3條邊的子集 E， 且對任意一個非空邊集 E39。中有 n39。個頂點且 E39。中元素數(shù)量不超過 2n39。?3， 那么圖形 G=(V,L)在二維平面空間中具有普通剛性 。 定理 2：在一個二維平面空間中圖 G內包含 n≥4個定點 ， 如果圖 G中某個點具有3連接 （ 3Connected） 結構且該圖形是冗余剛性的 ， 那么圖 G就是全局剛性結構 。 ?協(xié)作定位技術 協(xié)作體的定義 ?將剛性理論引入網(wǎng)絡結構拓撲中是無線傳感器網(wǎng)絡中基于協(xié)作模式節(jié)點定位的第一步 ， 用圖形結構的方式描述網(wǎng)絡拓撲結構 。 ?定義 1：在網(wǎng)絡圖形 GN=(V,EN)中 ， 存在節(jié)點 u和 v∈ G(V)， R(u,v)或 R(v,u)表示節(jié)點 u和 v之間的幾何距離 ， 設 r是網(wǎng)絡中節(jié)點的最大無限傳輸距離 ，當 R(u,v)r時 ， u和 v之間可以無線連通 ， 則稱 u和 v為直接相鄰節(jié)點或鄰居節(jié)點 。 ?定理 3[22]：在二維空間的無線傳感器網(wǎng)絡 N中的節(jié)點以隨機的形式分布 ，當網(wǎng)絡中存在 m≥3個非共線導標節(jié)點 ， 且網(wǎng)絡 N所對應的結構 GN=(V,EN)是全局剛性 ， 則網(wǎng)絡 N中的節(jié)點可以被定位 。 ?協(xié)作定位技術 定義 2：無線傳感器網(wǎng)絡中的一組連通的節(jié)點 C組成的局部網(wǎng)絡拓撲 N39。， 若 N’中所對應節(jié)點之間的連接特性及導標節(jié)點的物理位置的約束可以唯一確定 N39。中位置節(jié)點的位置信息 ， 那么 ， 稱局部網(wǎng)絡拓撲 N39。為定位協(xié)作體 定義 3： （ 單元定位協(xié)作體 ） 對某一定為協(xié)作體 ， 若不存在定位協(xié)作體 滿足 ， 則稱定位協(xié)作體 Lu為單元定位協(xié)作體 。 包含 n（ n=1,2,3） 個兩兩相連的未知節(jié)點及 m（ m=3） 個導標節(jié)點 ， 且不含任何冗余邊的 LCS成為最簡單的定位協(xié)作體或最簡定位協(xié)作體 ， 如圖 。 sL ??suLL??協(xié)作定位技術 定理 4： 設 L1和 L2為兩個定位協(xié)作體 ， 它們所對應的節(jié)點集分別為 V1和 V2， 且 兩個集合沒有共同元素 ， 若存在一個導標節(jié)點 v1b∈ L1及 v2b∈ L3且 v1b與 L2中未知節(jié)點的連接度為 1， 去掉導標節(jié)點 v1b和 v2b， 并合并 v1b和 v2b與未知節(jié)點的連接形成新的連接 lb， 使 L1和 L2合并構建成新網(wǎng)絡拓撲結構 L， 則 L為定位協(xié)作體 ， 如圖所示 。 定理 5：設一個定位協(xié)作體 L， 將 L中的所有節(jié)點看做導標節(jié)點 ， 若 m個不屬于 L的位置節(jié)點組成的集合 Su與 L中的部分或全部節(jié)點元素構成的網(wǎng)絡拓撲可以形成新的定位協(xié)作體 ， 則位置節(jié)點集 Su∪ L所形成的拓撲結構為定位協(xié)作體 。 ?協(xié)作定位技術
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