无线传感器网络中AOA节点定位改进算法研究
2012-02-15王梓有周宪英
王梓有,周宪英
(1.海军航空工程学院 山东 烟台 264001;2.92941部队 辽宁 葫芦岛 125001)
近年来,随着无线通信、集成电路、传感器以及微电系统等技术的飞速发展和日益成熟,被誉为全球未来三大高科技产业之一的无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Network)引起了全世界范围的广泛关注[1]。随着物联网概念的提出,作为其关键技术的传感器技术成为人们研究核心,随着无线传感器网络的应用逐渐深入到人们生活的方方面面,其核心支撑的节点定位技术也得到不断的改进、推广。
在WSN中,传感器节点随机分布在监测区域内,其中部分节点能够通过携带自身定位设备或人工部署的方式获得自身的精确位置,此类节点被称为锚节点(anchor node);其他未知节点(unknown node)只能根据锚节点位置按照某种定位机制估算出自身位置[2]。锚节点所占的比例直接影响到传感器网络的造价。根据是否需要测距,节点定位算法分为两类:基于测距(range-based)的定位算法和无需测距(range-free)的定位算法[3]。Range-free算法仅仅依靠网络连通性等信息就能够实现定位,其主要代表算法[4]有质心算法(Centroid)、DVHop (Distance Vector-Hop)、 凸 规 划 (Convex) 和 APIT(Approximate Perfect Point In Tri-angulation Test)等,无需测距的定位算法对硬件的要求不高,但通常定位精度不高[5];基于测距的定位算法在定位过程中需要对节点间的角度信息或者距离等进行测量,其典型算法有接收信号强度法(RSSI,Received Signal Strength Indicator)、 信号传输时间法(TOA,Time of Arrival)、信号到达角法(AOA,Arrival of Angle)等,通过测量未知节点与锚节点之间的距离或角度信息,再运用三边测量法、三角测量法或最大似然估计法计算未知节点的位置信息[6]。……
