第六章 無線感測網定位技術

2021-07-25 03:55:21 字數 2266 閱讀 5883

第6章

1.        無線感測網定位問題含義?

指網路通過特定方法提供節點位置資訊,其定位方式可分為節點自身定位和目標定位。節點自身定位是確定網路節點的座標位置的過程;目標定位是確定網路覆蓋區域內乙個事件或乙個目標的座標位置。

2.        定位技術的方法及分類?

基於距離的定位演算法、與距離無關的定位演算法。

分類:①依是否依靠測量距離,分基於測距的定位和不需要測距的定位②依部署的場合不同,分為室內定位和室外定位③依資訊收集的方式,網路收集感測器資料用於節點定位被稱為被動定位,節點主動發出資訊用於定位被稱為主動定位。 

3.        基於距離的定位方式的測距方法及特點?

答:測距方法:

1)        接收訊號強度指示(rssi):通過測量傳送功率與接收功率,計算傳播損耗。利用理論和經驗模型,將傳播損耗轉化為傳送器和接收器的距離

2)        到達時間(toa):通過測量傳輸時間來骨斷兩借點之間的距離,精度較好,但由於無線訊號的傳輸速度快,時間測量上的很小誤差就會導致很大的誤差值,要求感測器節點有很強的計算能力。

3)        到達時間差(tdoa):基於tdoa的定位機制中,發射節點同時發射兩種傳播速度不同的無線訊號,接收點根據兩種訊號到達的時間差以及這兩種訊號的傳播速度計算兩個節點之間的距離。

4)        到達角(aoa):通過特殊天線來估測其他節點發射的無線訊號的到達角,硬體要求較高。

節點定位計算方法:①三邊測量法②三角測量法③極大似然估計法 

4.        與距離無關的定位演算法主要有?

距離向量-跳數(dv-hop,distance vector-hop)演算法:計算未知節點與信標節點的最小跳數;計算未知節點與信標節點的實際跳數距離;利用三邊測量法或極大似然估計法計算自身位置

dv-distance演算法:通過節點間使用射頻通訊來測量出節點間的距離,即利用rssi來測量節點間的距離。然後再應用三角測量法計算出節點的位置。

5.        簡述基於距離的定位和無距離的定位方式的優缺點?

答:基於距離的定位機制通過實際測量節點間的距離或角度,定位精度相對較高,但對節點的硬體有很高要求,定位過程中消耗的能量相對多。       距離無關的定位機制無需實際測量節點間的絕對距離或方位就能夠計算未知節點的位置,對節點硬體要求低,使節點成本更適合於大規模的感測網,定位效能受外界環境影響小,定位誤差相應較大,但精度能夠滿足多數感測網使用的要求,是目前關注的定位機制。

6.        rssi與toa之間的優缺點

7.        名詞解釋

信標節點:通過其他方式預先獲得位置座標的節點,也稱作錨點

測距:兩個相互通訊的節點通過測量的方式來估計彼此之間的距離或角度

連線度:包括節點連線度和網路連線度。節點連線度指節點可探測發現的鄰居節點個數;網路連線度是所有節點的鄰居節點數目的平均值,反映了感測網節點配置的密集程度。

鄰居節點:感測網節點通訊半徑範圍以內的所有其他節點,被稱為該節點的鄰居節點。

接收訊號強度指示:(rssi,receivedsignal srength indication),節點接收到無線訊號的強度大小。

到達角:(aoa,angle of arrival)節點接收到的訊號相對於自身軸線的角度。

到達時間差:(tdoa)

視距:(los,line of sight)如果感測網的兩個節點之間沒有障礙物,能夠實現直接通訊,稱兩個節點之間存在視線關係。

非視距:(nlos,none line ofsight)感測網的兩個節點之間存在障礙物,影響了他們直接的無線通訊。

物理位置:目標在特定座標系下的位置數值,表示目標的相對或絕對位置。

符號位置:目標與某一基站或多個基站接近程度的資訊,表示目標與基站之間的聯通關係,提供目標大致的所在範圍。

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