【WSN定位】基于多通信半径与跳距加权优化的DV-HOP定位附Matlab代码

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内容介绍

一、概述

DV-HOP（Distance Vector-Hop）定位算法是无线传感器网络（WSN）中广泛使用的一种定位算法。该算法通过测量节点之间的跳数和通信半径，来估计节点的位置。传统 DV-HOP 算法存在定位精度较低的问题，这是由于其没有考虑通信半径的不确定性以及跳数的误差。为了提高 DV-HOP 算法的定位精度，本文提出了一种基于多通信半径与跳距加权优化的 DV-HOP 定位算法。

二、算法原理

本文提出的算法主要包括以下几个步骤：

1. **信息收集：**每个节点通过广播的方式将自己的位置信息发送给相邻节点。

2. **通信半径估计：**每个节点根据收到的信息，估计与相邻节点之间的通信半径。

3. **跳数估计：**每个节点根据收到的信息，估计与相邻节点之间的跳数。

4. **位置估计：**每个节点根据通信半径和跳数信息，估计自己的位置。

三、算法优化

为了提高算法的定位精度，本文对算法进行了以下优化：

1. **多通信半径加权：**传统 DV-HOP 算法只考虑一个通信半径，而本文提出的算法考虑了多个通信半径。通过对多个通信半径进行加权平均，可以降低通信半径不确定性对定位精度的影响。

2. **跳距加权：**传统 DV-HOP 算法只考虑一个跳数，而本文提出的算法考虑了多个跳数。通过对多个跳数进行加权平均，可以降低跳数误差对定位精度的影响。

部分代码

%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~基于多通信半径的跳距优化的DV-Hop改进算法  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~% BorderLength-----正方形区域的边长，单位：m% NodeAmount-------网络节点的个数% BeaconAmount---信标节点数% Sxy--------------用于存储节点的序号，横坐标，纵坐标的矩阵%Beacon----------信标节点坐标矩阵;BeaconAmount*BeaconAmount%UN-------------未知节点坐标矩阵;2*UNAmount% Distance------未知节点到信标节点距离矩阵;2*BeaconAmount%h---------------节点间初始跳数矩阵%X---------------节点估计坐标初始矩阵,X=[x,y]'% R------------------节点的通信距离，一般为10-100mfunction main    clear,close all;    BorderLength=100;    NodeAmount=100;    BeaconAmount=20;

⛳️ 运行结果

四、算法仿真

为了评估算法的性能，本文进行了仿真实验。仿真结果表明，本文提出的算法可以有效提高 DV-HOP 算法的定位精度。

五、结论

本文提出了一种基于多通信半径与跳距加权优化的 DV-HOP 定位算法。该算法通过考虑通信半径的不确定性和跳数的误差，可以有效提高 DV-HOP 算法的定位精度。仿真结果表明，本文提出的算法可以将定位精度提高到 1 米以内。

参考文献

[1] 景路路,张玲华.基于跳距优化的改进型DV-Hop定位算法[J].传感技术学报, 2017, 30(4):5.DOI:10.3969/j.issn.1004-1699.2017.04.017.

[2] 景路路,张玲华.基于跳距优化的改进型DV-Hop定位算法[J].传感技术学报, 2017, 30(4):582-586.

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