基于rssi差分修正的加权质心定位算法.doc

基于RSSI差分修正的加权质心定位算法*RSSI基于差分修正的加权质心定位算法,,,花超吉小军蔡萍韩韬(,200240)上海交通大学电子信息与电气工程学院上海:(RSS),RSSII摘要为了抑制接收信号强度指示误差对无线传感器网络节点定位精度的影响从消除误,RSSI。,差的角度提出了一种基于对距离值差分修正的加权质心定位算法该算法计算简单无需硬件扩,:。展仿真结果表明该算法比传统算法有更好的定位性能:;;;关键词无线传感器网络接收信号强度指示差分修正加权质心算法A:TP301::1000—9787(2012)05—0139—03中图分类号文献标识码文章编号eghedcenodlocalizationagohmbasedonWittrilrit*differencecorrectionofRSSIHUAChao,JXao-un,CAPng,HANTaoIijIi(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:InordertosuppresstheeffectsofRSSIerroronWSNsnodepositioningprecision,fromthepointofviewofeliminatingRSSIerror,weightedcentroidlocalizationalgorithmbasedondistancedifferencecorrectionofRSSforWSNs,Thsocazatonagorthmdoesntneedaddtonahardwareexpanson,easyIilliili’putation,Simulationresultsshowthatthisalgorithmhasbetterlocalizationperformancethanclassicalalgorithm,Keywords:worksW(SNs);RSSI;differencemodification;weightedcentroidalgorithm0。引言该算法无需额外量和加权质心算法计算节点位置的算法(WSNs),。:节点定位技术在无线传感器网络中除了用增加硬件仿真表明本文提出的算法能适应建筑群类的,,、。来报告事件发生的地点之外还可用于目标跟踪辅助路由工作具有较高的定位精度且没有显著增加运算量,。以及网络管理等因而成为一个很重要的研究方向和热点1算法模型,目前的定位算法从原理上主要可分为两大类基于测距的1,1无线电传播路径损耗模型分析与差分修正,1,(range-based)(range-free)。算法和无需测距算法基于测WSNs,,在中由于传感器节点自身具备通信能力芯片,距的算法是通过物理测量获得节点间的距离或角度信息RSSI,通常会提供测量方法在信标节点广播自身位置的同、。使用三边测量三角测量或最大似然估计等定位算法常RSSI。时完成测量其误差主要来源于信号实际传播过程,2,(tmeofarrva,ToA)iil、见的测距技术包括到达时间到达时中环境影响造成的信号衰减与理论或经验模型不符造成实,3,(timedifferenceofarrival,TDoA)、(an-gleof间差到达角度。际建模的复杂性,4,,5,arrival,AoA)、(RSSI)。接收信号强度指示等一般来说这、目前常用的信号传播模型包括自由空间传播模型对,。类算法具有较高的定位精度但对节点硬件要求也较高—、、,数距离路径损耗模型哈它模型对数常态分布模型等其RSS,I、实际应用中基于的定位算法由于成本低操作简单,—中使用最为广泛的对数常态分布模型为。而受到了广泛的关注、针对建筑群环境相比旷广室外存在更多的遮蔽绕射dPL(d)=PL(d)+10klg+X,(1)0σ,,,RSSI,d等干扰使得参与定位的信号衰减复杂本文在分析0,了无线电传播路径损耗模型的基础上提出了利用差分修d,km;k,式中为距信源的距离为路径衰减因子经验范RSSI,,2,5,;X0,正方法对距离值进行处理优选信标节点根据三边测围区间一般取为均值为的高斯分布随机变数z,4,10,;PL(d)其标准差范围一般取为自由空间传播模0—12—02:2011收稿日期*:(50875167)基金项目国家自然科学基金资助项目31传感器与微系统第卷140,Loss=32,4+10klgd+10klgfd=1md=d,pe,i=1,2,3,…,n,型损耗基础值按式取ii0ii,,fMHz。,e=d,d,n计算其中为频率其中参考节点测量距离误差为参与定000iii。位的信标节点个数这样根据上式可得到各未知节点接