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传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）
2018年第37卷第2期
DOI:10.13873/J.10009787(2018)02012403
无线传感器网络中改进的DV-Hop定位算法
李凤超，高美凤
（江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122）
摘要：针对传统距离矢量跳(DV-Hop)算法中平均跳距的误差以及未知节点与错节点之间估计距离的误差，提出了一种改进算法。通过筛选参与铺节点平均跳距计算的铺节点减小引人误差，并对其进行加权处理以提高精度；根据未知节点与错节点之间的跳数计算未知节点平均跳距；依据平均跳距作用域，计算铺锚节点到未知节点的距离。仿真结果表明：在不增加硬件开销的条件下，改进算法有效减小了定位误差。关键词：节点定位算法；平均跳距作用域；铺节点平均跳距；未知节点平均跳距；无线传感器网络
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2018)02-0124-03
ImprovedDV-Hoplocalizationalgorithminwireless
sensornetworks LI Feng-chao, GAO Mei-feng
(Key Laboratory of Advanced Process Control for Light Industry, Ministry of Education
Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
Abstract: Aiming at error caused by the average hop distance and the estimated distance between the unknown node and the anchor node in distance vector-hop( DV-Hop) algorithm, an improved algorithm is proposed. Beacon nodes, which are selected to take part in the beacon average hop distance computing, are weighted to inecrease precision. Average hop distance of unknown node is selected aceording to the hops between the anchor node and unknown node. Distance between beacon node and unknown node is calculated according to the hop-size action scope. The simulation results show that the improved algorithm effectively reduces the DV-Hop localization errors without additional hardware overhead.
Keywords: node localization algorithm; hop-size action scope; beacon nodes hop-size; unknown nodes hop-size; wireless sensor networks( WSNs)
0引言
目前，无线传感器网络节点自定位技术在理论上取得了很大进展，提出了很多定位算法。
距离矢量跳（distancevectorhop，DV-Hop）定位算法是-种非测距定位算法，具有复杂度低、可扩展性好等优
点)，但其定位精度较低，针对这一问题，进行了很多方面的改进和研究，例如：TMCD-DV-Hop算法("在传统DV-Hop 定位算法中加人阅值机制进行错节点筛选，并对平均每跳距离（简称平均跳距)进行校正。同一未知节点对不同的错节点采用不同的平均跳距且利用Quasi-Newton方法对定位结果进行优化3}。利用RSSI测距技术进行改进，通过将未知节点升级为次错节点，根据非线性共轭梯度法进行逼近以减小误差，有效提高了定位精度[4.5]。对未知节点
收稿日期：2017-01-11
接收到的错节点平均跳距加权处理以提高精度。文献[7]使用蝙蝠算法（batalgorithm,BA)对DV-Hop定位的结果进行优化。文献[8]使用三角形内点测试（approxi-mate point-in-triangulation test,APIT）与 DV-Hop 相结合以减小定位误差。上述改进算法存在的问题有：1）需要额外投入硬件成本；2)引入迭代算法增加了时间和能量的消耗,3)重点对锚节点平均跳距的改进而忽略了距离计算时的误差。
本文在DV-Hop定位算法的基础之上，通过对错节点平均跳距、未知节点平均跳距的改进，同时利用平均跳距作用域减小计算未知节点与错节点之间距离时产生的误差。仿真结果表明，本文所提改进算法在一定程度上提高了节点的定位精度。
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（61373126）：江苏省自然科学基金资助项目（BK20131107）