无线传感器网络是新兴的网络技术,在工农业、军事等众多方面都有广泛应用。传感器网络的一个重要信息是其节点的位置,如果位置不明确其他信息往往就失去了价值。但是随机部署的传感器网络并不一定总是可以实现定位,典型情况下大约70%的节点可以实现定位,在特殊情况下90%的网络拓扑中仅有50%的节点可定位。因此本文将主要研究工作放在节点的可定性判定上,一旦判定其可定位性,就可采取相应的定位方法对网络进行定位。论文研究内容包括:
首先,综述了传感器网络可定位性问题的支撑理论-图刚性理论,其中包括图刚性的基本概念、结论以及基于图刚性理论所设计的高性能算法。
其次,提出了对wheel算法的改进方法。Wheel算法是一种高性能的可定位性判定算法,由于其分布式的特点,得到了广泛的应用。Wheel算法在可定位性判定时要求单一轮图中至少含有三个信标节点,可定位性判定条件较强,因此算法存在启动难和过早停机的问题。本文针对刚性图的特点,对wheel算法进行了改进。改进方法定义了一组最简整体刚性单元,邻居轮图间通过识别单元结构而形成有效协作,共享邻居轮图中信标节点的信息。
最后,提出了移动信标节点辅助的细粒度网络可定位性调整方法-AMFGA(Anchor Moving Fine-Grained Adjustment)算法。首先,针对现有研究中面向定位的细粒度调整算法对场景条件要求严格的问题,AMFGA算法采用了移动信标节点辅助的方法,使得辅助后的网络能够满足现有研究中细粒度调整算法的前提条件,使得算法的适用性增强。其次,现有研究中的细粒度调整算法将冗余边添加到网络中,在AMFGA算法中给出了改进的方法,并证明了改进后细粒度调整算法的最优性。