无线传感器网络能耗均衡路由及非视距移动节点定位研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景和意义 1

1.2 无线传感器网络概述 2

1.2.1 无线传感器网络的特点 2

1.2.2 无线传感器网络的关键技术 4

1.2.3 无线传感器网络的应用 5

1.3 国内外研究现状 7

1.3.1 无线传感器网络的研究现状 7

1.3.2 能耗均衡路由的研究现状 8

1.3.3 非视距定位的研究现状 9

1.4 主要研究内容和章节安排 10

1.4.1 主要研究内容 10

1.4.2 章节安排 11

第2章 基于分环策略的能耗均衡路由协议研究 13

2.1 无线传感器网络路由协议概述 13

2.1.1 无线传感器网络路由协议的特点 13

2.1.2 无线传感器网络路由协议的分类 14

2.2 模型建立 18

2.2.1 节点能耗模型 18

2.2.2 网络模型 20

2.2.3 网络寿命 21

2.3 基于分环策略的能耗均衡路由算法 21

2.3.1 分环策略的设计 22

2.3.2 环间能耗平衡算法 24

2.3.3 环内能耗均衡路由算法 26

2.3.4 仿真实验及结果分析 27

2.4 本章小结 31

第3章 具有位置误差的能耗均衡地理路由协议研究 32

3.1 地理路由协议 32

3.1.1 地理信息在路由中的应用形式 32

3.1.2 几种典型的地理路由算法 33

3.2 位置误差对地理路由的影响与分析 37

3.2.1 位置误差模型 37

3.2.2 位置误差对地理路由的影响 38

3.2.3 传输失败与反向传输的概率分析 39

3.3 具有位置误差的能耗均衡地理路由算法 41

3.3.1 期望距离的推导 43

3.3.2 期望角度的推导 44

3.3.3 节点剩余能量与权重优化 46

3.3.4 仿真实验及结果分析 47

3.4 本章小结 52

第4章 无线传感器网络定位算法分析 53

4.1 无线传感器网络定位概述 53

4.2 无线传感器网络定位算法分析 54

4.2.1 RSSI算法 54

4.2.2 TOA/TDOA算法 55

4.2.3 AOA算法 55

4.2.4 质心算法 56

4.2.5 凸规划算法 56

4.2.6 SPA算法 57

4.2.7 APIT算法 58

4.2.8 APS算法 59

4.2.9 Amorphous算法 59

4.3 面向灾难救援的传感器网络定位技术 60

4.3.1 灾难救援领域无线传感器网络研究 60

4.3.2 基于无线传感器网络的目标定位 61

4.4 本章小结 62

第5章 无线传感器网络多源定位算法研究 63

5.1 多源定位算法研究现状 63

5.2 基于禁忌搜索的多源定位研究 64

5.2.1 多源模型的建立 64

5.2.2 极大似然定位估计 64

5.2.3 集中式算法 66

5.3 仿真结果与分析 68

5.4 本章小结 70

第6章 基于二元传感器网络多源定位研究 72

6.1 二元传感器网络多源定位算法研究现状 72

6.2 基于Neyman-Pearson准则的多源探测模型 73

6.2.1 理想的二元传感器探测模型 73

6.2.2 基于误判率的多源概率探测模型 74

6.3 基于Fisher准则的传感器分类 76

6.4 多源WSNAP定位算法 78

6.4.1 CE算法 78

6.4.2 AP算法 78

6.4.3 WSNAP算法 78

6.5 仿真结果与分析 79

6.6 应用实例与分析 84

6.6.1 数据来源 84

6.6.2 结论与分析 84

6.7 本章小结 86

第7章 基于RSSI的室内定位算法研究 88

7.1 基于RSSI的室内定位算法研究现状 88

7.2 定位系统及算法设计 89

7.2.1 定位系统的构成 89

7.2.2 定位算法设计 91

7.3 滤波算法与目标位置参数估计 92

7.3.1 循环加权递推平均滤波 92

7.3.2 多项式拟合的参数估计 94

7.3.3 极大似然估计 95

7.4 室内目标定位实验与分析 97

7.5 本章小结 98

第8章 基于误差先验知识的非视距定位方法研究 100

8.1 无线传感器网络定位算法概述 100

8.1.1 定位的概念及基本术语 100

8.1.2 与距离相关的定位算法 101

8.1.3 与距离无关的定位算法 105

8.2 NLOS误差对定位精度的影响与抑制 107

8.2.1 定位精度标准 107

8.2.2 NLOS误差对定位精度的影响 108

8.2.3 NLOS误差抑制方法 109

8.3 基于误差先验知识的NLOS移动节点定位算法 110

8.3.1 测量模型 110

8.3.2 NLOS误差鉴别与校正算法 111

8.3.3 移动节点定位 114

8.3.4 仿真实验及结果分析 115

8.4 本章小结 119

第9章 基于平行滤波的非视距定位方法研究 121

9.1 滤波算法 121

9.1.1 卡尔曼滤波 121

9.1.2 无迹卡尔曼滤波 123

9.1.3 粒子滤波 126

9.2 马尔可夫过程的LOS/NLOS转换模型设计 127

9.2.1 马尔可夫过程 127

9.2.2 LOS/NLOS转换模型设计 130

9.3 基于平行卡尔曼滤波的NLOS移动节点定位算法 131

9.3.1 测量模型 131

9.3.2 平行卡尔曼滤波算法 132

9.3.3 移动节点定位 134

9.3.4 仿真实验及结果分析 135

9.4 本章小结 139

第10章 基于非参数法的非视距定位方法研究及定位系统设计 140

10.1 NLOS环境下的非参数定位 140

10.2 基于非参数法的NLOS移动节点定位算法 141

10.2.1 初始位置的估计 141

10.2.2 LOS测量值鉴别算法 142

10.2.3 仿真实验及结果分析 145

10.3 基于TOA测距的定位系统设计 149

10.3.1 CSS测距原理 149

10.3.2 节点硬件设计 150

10.3.3 节点软件设计 154

10.3.4 系统性能测试 156

10.4 本章小结 158

第11章 总结与展望 159

参考文献 161