无线传感器网络DV-Hop定位算法的改进方法研究

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DV—Hop算法及改进

引入加权系数
引入临界值
临界值的作用是排除不合法的数据或是会对结果产生过多负面影响的数据。引入临界值的好处是使结果更加精确，符合实际。
临界值即为跳数。在定位过程中，未知节点A利用距离其最近的三个信标节点
的平均每跳距离。然而，当信标节点与未知节点间跳数很多，即认为此信标节点距离未知节点很远，对其位置的影响甚微或是会对未知节点的最终位置估计产生负面影响，此时，可排除此信标节点参与未知节点的定位。
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创新与特色
1
引入加权系数，突出锚节点在定位过程中的作用，以及最近锚节点对未知节点的定位影响程度。
2
算法改进灵活高效，有很强的可扩展性，可针对不同环境做出相应更改。
3
算法改进部分很精简，不会对节点的运算、存储、电池有较高的要求。
4
改进算法使得无线传感器网络的定位更加精确，有利于无线传感器系统的部署与运行，提高了无线节点的工作效率。
小跳数值的信标，丢弃具有较大跳数值的同一锚节点的信标。通过这一机制，网络中所有节点都
获得了到每一个锚节点的最小跳数值。为了将跳数值转换成物理距离，系统需要估计网络中平均每跳的距离。锚节点具有到网络内
部其他锚节点的跳数值以及这些锚节点的位置信息，因此锚节点可以通过计算得到距其他锚节点
的实际距离。经过计算，一个锚节点得到网络的平均每跳距离，并将此估计值广播到网络中，称作校正值。任何节点一旦接收到此校正值，就可以估计自己到这个锚节点的距离如果一个节点能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
位置节点在最后阶段估算自身位置时，利用最近的信标节点的平均每跳距离，不能反映出该未知节点局部范围内的网络分布情况。

无线传感器网络DV—hop定位算法的改进

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｕｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＨａｒｂｉｎ１５００２２，Ｃｈｉｎａ；
３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２２，Ｃｈｉｎａ）
ｈｏｐｃｏｕｎｔｍｕｌｔｉｐｌｉｅｄｂｙｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｉｓｔａｎｃｅｐｅｒｈｏｐｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｎｏｄｅｓ．Ｔｈａｔｉｓｔｏｓａｙ，ｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅａｃｔｕａｌｄｉｓｔａｎｃｅｉｎｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ＴｈｅｅｒｒｏｒｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅＤＶ— ｈｏｐａｌｇｏｒｉｔｈｍｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｙｇｏｆｂｅａｃｏｎｎｏｄｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｈｏｐｃｏｕｎｔａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｙｇｏｆａｖｅｒａｇｅｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅｂａｓｅｄｏｎｗｅｉｇｈｔ．Ｔｈｏｓｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｒｅｄｕｃｅｅｒｒｏｒａｃ — ｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ．ＴｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄＤＶ— ｈｏｐａｌｇｏｉｒｔｈｍｏｐｔｉ — ｍｉｚｅｓａｓｃｈｅｍｅｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｂｅａｃｏｎｎｏｄｅｂｙｔｈｒｅｓｈｏｌｄｈｏｐｃｏｕｎｔ．Ｉｎｔｈｅｓｃｈｅｍｅ，ｏｎｌｙｔｈｏｓｅｂｅａｃｏｎｎｏｄｅｓｗｈｏｓｅｈｏｐｃｏｕｎｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｈｏｐｃｏｕｎｔａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ＳＯｅｒｏｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉＳｒｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍｈｏｐｃｏｕｎｔ．Ａｎｄｏｒｆｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆａｖｅｒａｇｅｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅｏｒｆｔｈｅｕｎｋｎｏｗｎｎｏｄｅ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｒｅｇａｒｄｓｏｐｔｉｍａｌｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅａｓａｖｅｒａｇｅｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｎｅａｒｅｓｔｂｅａｃｏｎｎｏｄｅ，ＳＯｅｒｒｏｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍａｖｅｒａｇｅｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅｐｅｒｆｏｍｅｒｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｄＤＶ— ｈｏｐａｌｇｏｒｉｔｈｍｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｍｂｅｒｏｆｂｅａｃｏｎｎｏｄｅｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ �

无线传感器网络的DV-Hop定位算法改进

第2"卷第1期2018年2月哈尔滨理工大学学报J O U R N A L O F H A R B I +{ U N I V E R S I T Y O F S C IE ：N C E A N D T E C H N O L O G YVol. 23 No. 1Feb. 2018无线传感器网络的DV -H o p 定位算法改进董静薇，杨光，刘洋，张天琦(哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室，黑龙江哈尔滨150080)摘要：针对传统D V -H 〇P 算法存在定位精准度低这一缺陷，分析了影响传统D V -H 〇P 算法定位精度的三点主要因素:锚节点分布密度、平均跳距误差、极大似然法扩大误差。

从算法的平均跳距计算和节点坐标计算两个阶段入手，引入RSSI & R eceive Signal Strength In d ic a to r )技术对平均跳距计算过程进行优化处理，同时对未知节点坐标计算过程采用最小二乘法进行修正。

仿真结果表明：改进后的算法在测距精度上比原始算法提高了约300 $在相对定位精度上提高了约350。

关键词！ D V -H 〇P $ RSSI $最小二乘法D O I：10. 15938/j. jliu s t. 2018. 01. 024中图分类号：T P 399 文献标志码：A文章编号！ 1007-2683(2018)01-0132-05The Improvement Based on the DV-Hop LocalizationAlgorithm for Wireless Sensor NetworksD O 'G J i n g -w e i ，Y A N G G u a n g ，L I U Y a n g ，Z h a n g T ia n -q i(Higher Educational Key Laboratory Lo Measuring-control Technology and Instrumentations of Heilongjiang Province ，Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China)A b s t r a c t；As the problems of lower localization accuracy appeared in the traditionalDV-Hop algoritlim ， theauthor analyzed three main factors that influence the localization accuracy of original DV-Hop algoritlim which started from the calculation o f the average jump distance in algorithm and the calculation of node coordinates. The author then proposed the calculation metiiod of average jump distance based on the weighted c orrec (Receive Signal Strength Indicator ) and the calculation metiiod of unknown node coordinates based on the correction of tiie total least squares ( TLS ). The simulation result shows that compared to the traditional DV-Hop algorithm ，the accuracy o f the improved algorithm increased by about 300 in distance measurement as well as rose approximately by 350 in relative localization precision.K e y w o r d s ；DV-Hop ； RSSI ； total least squares (TLS )种经传感器节点利用多跳模式自组建的网络，经过引言多年发展，不再局限在军事领域，还在环境、医疗等领域广泛应用[1]。

无线传感器网络中一种改进的DV-HOP定位算法

无线传感器网络中一种改进的DV-HOP定位算法无线传感器网络（WSN）的定位问题是WSN研究的一个重要问题。

为了解决WSN节点位置信息探测问题，目前已经出现了多种定位算法，其中基于锚节点的距离向量（DV-HOP）算法是一种常用的算法。

然而，随着WSN的不断发展，DV-HOP算法仍然存在一些局限性。

为了提高算法的精度和效率，本文提出一种改进的DV-HOP定位算法。

改进的DV-HOP算法通过计算节点的质心来代替原有算法中的跳数追踪方法。

质心是指节点周围一定半径范围内其他节点的平均位置。

在该算法中，每个节点将根据他们周围的可用锚节点和未知节点，计算出质心的位置。

质心的计算将代替原有算法中的“跳数追踪”方法，从而避免跳数计算所引起的任何误差以及跳数的人为设定。

基于质心的定位方法计算质心位置比跳数追踪更精确，同时也减少了通信开销。

它可以通过与邻近节点共享信息来减少跳数，并且还可以对节点中断连接后的位置进行更准确的计算。

为了进一步减少定位误差，改进的DV-HOP算法引入了一种贪心选择算法，通过这种算法选择在目标节点周围半径内最优的一组锚节点来进行计算。

该算法会考虑到锚节点之间的距离和信噪比等因素来进行选择而不是选择所有可用的锚节点。

这种方法可以有效地降低定位误差。

改进的DV-HOP算法实现简单，可以有效地减少跳数的误差和通信成本，提高定位算法的精度和效率。

在真实环境下的测试结果表明，该算法的准确性在相同条件下优于传统的DV-HOP算法。

总之，改进的DV-HOP定位算法是一种有效的算法。

它可以在无线传感器网络中用于节点的定位，提高其精度和效率。

这种算法的实现简单，可以应用于许多实际的应用程序中。

为了分析改进的DV-HOP定位算法在无线传感器网络中的有效性，我们进行了一组实验，并收集一些相关数据。

在实验过程中，我们使用了30个Mica-2传感器节点，其中6个节点作为锚节点，其余24个节点作为未知节点。

我们在一个15 m x 15 m的区域内布置了这些节点，并在节点上部署了MicaSense传感器，用于收集节点之间的距离信息。

无线传感网络DV-Hop定位改进算法

ＬＩＬｉｎａＷＡＮＧＹｕｅＺＨＡＮＧＸｉａｏｄｏｎｇＬＥＩＨａｏｄｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀
ａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＤＶｈｏｐａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＩｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｈｅＲＳＳＩａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｈｏｐｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄｓｔａｇｅｕｓｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｓｑｕａｒｅａｆｔｅｒｔｈｅｆｉｒｓｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｈｕｓｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｒｒｏｒ．Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｍａｔｌａｂ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＤＶＨｏｐｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｈｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ２１８％ａｎｄｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｉｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｗｉｔｈｏｕｔａｄｄｉｔｉｏｎａｌｈａｒｄｗａｒｅｏｖｅｒｈｅａｄ．
㊀

无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究

ＡｂｔａｔＢｃｕｅｔｅｓａｅｆｃｏｆｎｈｒｎｄｓｉｌｓｌｅａｅｏｂｔｏｅｌｃｌａｉｎａｃｒｃｎｏｅａｅｒｔｓｒｃｅａｓｈｃｌａｔｒｏｃｏｏｅＳｃｏｅｙｒｌｔｄｔｏｈｎｄａｉｔｃｕａｙａｄｃｖｒｇａｅａｏｚｏ
ｐｓｄｉｈａｅｈｏｇｎｌｚｎｈｏｅｎｔｅｐｐｌｃｔｎａｇｒｔｍｏｍｐｏｉｇｔｅｌｃｔｎａｃｒｃｎｏｅａｅｒｔ．Ｈｏｏａｉｌｏｉｈｆｒｉｒｖｎｈｏａｉｃｕａｙａｄｃｖｒｇａｅｏｏ
总第２５４期２１年第３００期
计算机与数字工程
Ｃｍｐｔｒ＆ＤｇｔｌｎｉｅｒｇｏｕｅｉｉｇｎｅｉａＥｎ
Ｖｏ．８Ｎｏ３１３．
３４
无线传感器网络Ｄ — ｐ定位算法的研究ＶＨｏ
白凤娥姜晓荣牟汇慧
（ｌｇｆｍｐｔｒＥｎｉｅｒｎｎｏｔｒ，Ｔａｙａｉｅｓｔｆｃｎｌｇ，Ｔａｙａ００２）ＣｏｌｅｏｅＣｏｕｅｇｎｅｉｇａｄＳｆｗａｅｉｕｎＵｎｖｒｉｏｙＴｅｈｏｏｙｉｕｎ３０４
ＵｎｎｗｎｎｄｓｏｌｅｅｖｎｏｍａｉｎｏｎｈｒｎｄｓｗｉｉｔｄｈｐｎｉｋｏｏｅｎｙｒｃｉｅｉｆｒｔｆａｃｏｏｅｔｌｅｏｓｉＤＶ－ｐｌｃｌａｉｎａｇｒｔｍ．Ｗｈｎａｕ — ｏｈｍｉＨｏｏａｉｔｌｏｉｈｚｏｅｎｋｏｏｅｒｃｉｅｒｈｎ３ａｃｏｏｅ，ｔｅｕｋｏｏｅｉｌｃｔｄａｄｃｎｅｔｄｔｎｈｒｎｄ．Ｔｈｎ。ｔｅｏｄｎｗｎｎｄｅｅｖｓｍｏｅｔａｎｈｒｎｄｓｈｎｎｗｎｎｄＳｏａｅｎｏｖｒｅＯａｃｏｏｅｅｈｌａｄｔｅｎｗｎｈｒｎｄｓａｅｉｖｌｅｎｔｅｌｃｔｎｏｈｅｔｕｋｏｏｅ．Ｆｎｌｎｈｅａｃｏｏｅｒｎｏｖｄｉｈｏａｉｆｔｅｒｓｎｎｗｎｎｄｓｉａｌｈｉｌｔｏｅｕｔｓｏｈｔｏｙ。ｔｅｓｍｕａｉｎｒｓｌｈｗｓｔａ

无线传感器网络DV-HOP定位算法的改进

未知节点计算到信标节点距离时，所用到的平均每跳距离做了进一步改进。
２１前提假设．
要误差在于计算未知节点与信标节点之间的估计距离时，是用跳数乘以平均每跳距离来表示，当网络而
中的跳数大于或等于２跳时．知节点和信标节点未之间的实际距离与平均每跳距离所得的值存在较大的误差，使定位精度下降。会
现有的定位算法大致可分为两类：距离相关定
位算法（ａｇ．ａｄ］距离无关定位算法Ｒｎｅｓ）和ｂｅ（ａｇ．ｅ）］Ｒｎｅｅ＂。距离相关定位算法通过测量距离ｌｆ
角度等信息来进行定位，对硬件要求较高且成本较
高，这与无线传感器网络的硬件要求简单和能量消耗受限不相适应．。而距离无关算法不需要使用测
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｏｅｌｃｉａｉｎ；ｒｌｓｅｓｒｎｔｒＤＶ－ｐ；ｎｎｗｎｎｄｓ；ｓｔｎｎｃｕａｙｎｄｏａｚｔｏｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋ；ｌＨｏｕｋｏｏｅｐｏｉｉｉｇａｃｒｃｏ
ＥＡＥＣＣ：１０６２；２０６５Ｐ６１；１０６１Ｃ；１０
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０－６９２１．２０４ｏ：０３６／．ｓ．０４１９．０１１．２ｓ
无线传感器网络Ｄ — ＯＶＨＰ定位算法的改进冰
第ｌ２期李Fra bibliotek辉，熊盛武等：线传感器网络Ｄ．Ｐ定位算法的改进无ＶＨＯ

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法彭刚;刘戎【摘要】针对无线传感器网络DV-Hop定位算法中信标节点与未知节点之间的平均跳距估算误差较大的问题,提出一种改进的DV-Hop算法并进行仿真检验。

改进后的算法对传统算法中节点每跳距离选取进行了调整,还采用加权平均法计算节点平均每跳距离。

仿真结果表明,改进的DV-Hop算法显著提高未知节点的定位精度。

%In order to solve the problem of large error in the estimation on the average hop distance between beacon nodes and unknown nodes,which in the DV-Hop localization algorithm for wireless sensor networks,an improved DV-Hop localization algorithm and simulation experiment are proposed.In the new algorithm,the calculation of average hop distance is improved and the average hop distance based on weighted disposal is refined.Simulation results demonstrate that the localization accuracy of unknown nodes is improved effectively in the new algorithm.【期刊名称】《广西科学院学报》【年(卷),期】2012(028)001【总页数】3页(P16-18)【关键词】无线传感器网络;DV-Hop定位算法;平均每跳距离【作者】彭刚;刘戎【作者单位】桂林空军学院,广西桂林541003;桂林空军学院,广西桂林541003【正文语种】中文【中图分类】TP393无线传感器网络是指由大量成本低廉的传感器节点通过无线方式组成的网络。

DV-Hop 定位算法的改进

基于DV-Hop定位算法的改进摘要：提出了一种改进的DV-Hop 定位算法，通过对DV-Hop算法的局部优化，减小了定位计算量，并使得改进的DV-Hop算法对不规则形状的节点分布网络具有较强的适应性，克服了原算法只适用于各向同性网络的不足。

仿真结果表明，改进的DV-Hop 算法减小了用于定位的通信开销，提高了定位精度，从而验证了改进的DV -Hop算法能够适用于节点不规则分布的异性网络。

无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域 .对于传感器网络来说，传感器节点的位置信息至关重要，事件发生的位置或获取信息的节点位置是传感器节点监测消息中所包含的重要信息，没有位置信息的监测数据往往毫无意义。

因受成本、功耗、扩展性等问题的限制，为每个传感器安装GPS模块等这些传统定位手段并不实际，甚至在某些场合可能根本无法实现，而且GPS定位在定位精度、实时性方面有时并不能满足特定的需求，因此针对具体的定位需求，必须采用一定的算法机制来实现传感器节点的定位。

无线传感器网络节点按定位过程中是否需要测距信息，可分为无需测距的定位方法和基于测距技术的定位方法。

近年来，关于传感器网络节点定位技术研究成为无线传感网络技术的一重要研究热点并取得大量的研究成果。

其中，具有代表性算法研究成果有：凸规划算法及其改进算法, APS 算法、Cooperative Ranging 、AHLos 算法、nHopMultilateration Primitive 算法、MDS-MAP 算法等。

无需测距的定位方法被认为是一类具有好的成本效益的解决方案。

在无需测距定位方法中，DV-Hop节点定位方法由于对信标节点比例要求较少，定位精度较高，目前已成为一种经典的无需测距定位方法。

DV-Hop定位方法的主要思想是引入最短路径算法到信标节点的选择过程中，从而在未知节点的位置估计过程中可以有效利用多跳信标节点的位置信息，这种方法可以大大减少实现网络定位所需信标节点的比例（密度），从而大大降低网络的布置成本。

无线传感器网络中平均跳距修正的 DV-Hop 定位算法

无线传感器网络中平均跳距修正的 DV-Hop 定位算法无线传感器网络中，定位算法是一个非常重要的问题，因为通过精确定位，可以提高传感器网络的准确性和可靠性。

其中，DV-Hop定位算法是一种应用较为广泛的算法，它可以通过节点间的距离信息定位目标节点。

但由于信号在信道传输中受到多种干扰和衰减，因此距离信息可能出现误差，导致定位结果不准确。

为了解决这个问题，我们需要对DV-Hop算法进行平均跳距修正。

DV-Hop算法是一种基于跳数的定位算法，它的基本思想是将节点按照一定的规则构建成一个虚拟三维空间图。

首先，以某一个节点为起点，广播一个超级目标信标。

然后周围的节点根据接收到的信号强度计算出到起点的距离。

接下来，这些节点以广播的方式将自己的距离信息传递给它们的邻居节点，最终这个距离信息会传递到所有节点。

通过距离信息和网络拓扑结构，节点就可以计算出到超级目标信标的跳数距离。

最后，节点就可以通过跳数距离估计自己的位置。

但是，DV-Hop算法的精度受到平均跳距的影响，其中平均跳距是指节点在网络中的平均跨越距离。

一旦平均跳距出现误差，定位精度就会受到很大的影响。

因此，我们需要对DV-Hop算法进行平均跳距修正。

平均跳距修正的主要思想是将跳数距离转化为物理距离，通过测量物理距离来修正平均跳距的误差。

具体来说，根据既有的位置信息，我们先估算出一个节点在网络中三维坐标系中的位置。

然后，通过广播信号的传输时间计算出节点之间的物理距离。

通过对跳数距离和物理距离进行对比，即可得到平均跳距的修正值。

最后，重新计算跳数距离并根据新的平均跳距估算节点位置。

通过平均跳距修正，能够避免DV-Hop算法的的平均跳距误差，提高定位精度。

但需要注意的是，平均跳距修正需要额外的开销以及时间成本，因此在实际应用中需要权衡好定位精度和计算效率的关系。

改进的无线传感器网络DV—Hop定位算法的研究

改进的无线传感器网络DV—Hop定位算法的研究摘要DV-Hop算法是无线传感器网络常用的定位算法，本文在现有DV-Hop 算法及其改进思路的基础上，结合无线传感器网络低能耗的要求，提出一种节能的高精度的DV-Hop定位方法。

关键词无线传感器网络；DV-Hop定位算法；节能；改进前言无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是指在某个区域分布的传感器，通过无线的方式，把这些传感器收集的信息汇集起来，以实现对该区域内特定状态进行监测和控制。

无线传感器网络广泛应用于军事国防、目标追踪、环境感知和健康監测、智能交通等领域。

而在这些领域的大部分应用里，用户所需的数据中，80%需要与位置相关，这就要求无线传感器网络必须具备可靠的定位技术。

无线传感器网络的定位算法主要分为：基于测距和非测距的算法[1]。

DV-Hop 算法属于非测距的定位算法，通过网络连通性和节点之间互相发送信息的方式来计算未知节点的位置[2]，功耗小，但定位精度较低[3]。

为此，许多学者提出了许多改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法，有效提高了定位的精度，但仍与实际需求有一定的差距[4]。

为提高无线传感器网络节点定位的精度，提出了一种节能的高精度的DV-Hop定位算法。

1 一种节能的高精度的DV-Hop定位方法目前的研究针对DV-Hop算法的各种缺陷，提出了各种不同的改进方法，取得了一定的成果。

但还是还存在着以下一些问题：改进后的算法定位精度提高得不是很明显、增加了节点的能量消耗、算法对网络连通度依赖仍然过高等。

针对上述问题，本文通过研究DV-Hop算法及其改进算法的思路，综合利用各自的优势，讨论如何提高算法的定位精度，该改进算法拟解决下述4个问题：（1）寻找一种新的可控泛洪协议，既不降低泛洪广播方式的可靠性，还能减少信息内爆、重叠等现象，达到降低发送数据包的数量的目的。

在满足定位精度和定位覆盖率的基础上最大限度地降低节点的通信开销。

无线传感器网络中DV-Hop定位算法的改进

无线传感器网络中DV-Hop定位算法的改进随着无线传感器网络技术的不断发展，其在许多领域的应用已经越来越广泛，如环境监测、物联网、机器人技术等等。

而其中距离测量技术的定位算法是无线传感器网络技术的重要组成部分，是实现其他应用的基础。

目前，DV-Hop定位算法是一种常用的无线传感器网络定位算法。

但是，DV-Hop算法存在着一些局限性，如对节点密度变化敏感、误差积累等问题。

因此，对DV-Hop算法进行优化改进既有理论意义，也有实际应用意义。

1.对节点密度变化敏感问题的改进在原始的DV-Hop算法中，节点间距离测量的距离单位是hops，即节点之间传输的数据包的数量。

但在实际场景中，节点密度不均等或者部分节点失效或移动会导致节点到锚点（anchor）的跳数不稳定。

此时，使用hops作为距离单位就无法准确描述节点间的物理距离。

因此，引入一种新的距离单位，例如米或英尺，来重新定义距离的单位。

同时，利用功率级别可以进行距离的调整。

2. 对误差积累问题的改进在传感器网络中，接收端对信号的强度进行衰减，具体衰减程度取决于信号的传输距离和障碍物的存在。

在DV-Hop算法中，感知器节点对锚点节点传输的数据信息时，数据传输距离可能存在误差，而这些误差可能会在向上级汇聚的过程中不断累积。

为解决这个问题，可以在传递节点信息时引入计算定位误差的参数，将定位误差传递给后续节点，以及时修正和调整定位误差。

3. 对安全性问题的改进在传感器网络中，由于信息传输技术的局限性，无线传感器网络往往容易受到恶意攻击。

如果攻击者能够篡改距离测量的数据包，可能会导致整个网络中所有节点的定位信息出错，甚至瘫痪。

因此，在DV-Hop算法中，应该增加一些防篡改措施，比如使用加密手段来保护数据的传输安全。

同时，可以考虑使用多跳路径传输数据，以难以追踪和破解攻击者的预谋。

总之，对于DV-Hop算法的改进，需要考虑到实际应用环境的需求和网络优化的目标，可采用以上措施在一定程度上改善DV-Hop算法的性能，提高其应用价值。

基于改进DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化

基于改进DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化基于改进DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化摘要：随着无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)的广泛应用，节点定位的准确性和精度已成为无线传感器网络中的一个重要问题。

DV-Hop是一种经典的无线传感器网络定位算法，但存在定位误差大、能耗高以及稳定性差的问题。

为了改进DV-Hop算法，本文提出了一种基于改进DV-Hop 的无线传感器网络定位算法优化方案。

通过对跳数获取和参考节点选择的改进，提高了定位的准确性和精度，并通过在网络中添加时钟同步机制来提高算法的稳定性。

实验结果表明，所提出的优化算法在定位精度和稳定性方面都有显著的改善。

关键词：无线传感器网络、定位算法、DV-Hop、优化、准确性1. 简介无线传感器网络的节点定位对于许多应用至关重要，如环境监测、目标追踪等。

传统的DV-Hop算法是一种常用的无线传感器网络定位算法，但其存在误差大、能耗高以及稳定性差的问题。

因此，对DV-Hop算法进行改进以提高定位精度和稳定性是一个重要的研究方向。

2. DV-Hop算法原理DV-Hop算法的基本思想是通过测量节点之间的跳数和节点之间的距离，来实现无线传感器网络中的节点定位。

算法流程如下：（1）节点跳数获取：每个节点通过广播消息的方式将其跳数信息传递给周围的节点；（2）参考节点选择：每个节点根据其邻居节点的跳数信息，选择相对跳数最小的邻居节点作为参考节点；（3）定位信息计算：每个节点通过测量与参考节点之间的距离，以及参考节点的位置信息，计算自己的位置。

3. 改进DV-Hop算法为了提高DV-Hop算法的定位精度和稳定性，本文提出了以下改进：（1）跳数获取改进：传统的DV-Hop算法通过广播方式获取节点的跳数信息，容易受到干扰和错误，影响定位的准确性。

本文提出使用局部信息和全局信息相结合的方式来获取节点的跳数信息，减少了干扰和错误的可能性。

无线传感器网络中改进的DV-Hop定位算法

无线传感器网络中改进的DV-Hop定位算法李凤超;高美凤【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锚节点之间估计距离的误差,提出了一种改进算法.通过筛选参与锚节点平均跳距计算的锚节点减小引入误差,并对其进行加权处理以提高精度;根据未知节点与锚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.%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 according 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.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】3页(P124-126)【关键词】节点定位算法;平均跳距作用域;锚节点平均跳距;未知节点平均跳距;无线传感器网络【作者】李凤超;高美凤【作者单位】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;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【正文语种】中文【中图分类】TP3930 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。

基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化研究

基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法优化研究无线传感器网络在众多领域中有着非常广阔的应用前景,其中节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一。

DV-Hop定位算法是该技术中广泛使用的一种算法,然而受到节点分布均匀程度的约束的原因,算法的定位精度有一定影响。

因此,提高DV-Hop定位算法的定位精度就成为一项重要的研究课题。

本文对DV-Hop定位算法存在的主要问题进行了阐述,重点讨论了提高DV-Hop定位算法定位精度的改进措施。

(1)针对最小跳数和平均跳距导致的定位误差,提出基于跳数细化与距离校正的DV-Hop改进算法,通过引入RSSI测距技术修正最小跳数,并且用跳距误差与估计距离误差的加权平均值修正平均跳距。

(2)针对未知节点利用最小二乘法计算自身坐标导致的定位误差,提出基于分段权重与学习因子同步变化的遗传粒子群优化的DV-Hop改进算法,通过分段权重、学习因子及遗传机制改进粒子群算法以代替最小二乘法。

(3)将前两种算法结合,提出基于MCD-GSLPSO优化的DV-Hop改进算法,通过GAPSO算法对MCD-DV-Hop定位算法进行优化。

本文提出的3种改进算法在MATLAB 平台上从锚节点数量、通信半径、节点总数三个方面进行了仿真。

仿真结果表明:改进算法的定位误差均比经典DV-Hop定位算法要小,其中基于MCD-GSLPSO优化的DV-Hop定位算法定位误差最小,定位精度最高。

无线传感器网络DV-Hop定位算法的改进方法研究

无线传感器网络DV-Hop定位算法的改进方法研究廖兴宇;汪伦杰【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】为了提高传统DV-Hop算法的定位精度，推动该算法的进一步发展，文中从平均跳距计算和未知节点坐标计算两个阶段入手对传统DV-Hop算法进行改进，提出了一种基于RSSI加权修正的平均跳距计算方法和一种基于最小二乘法修正的未知节点坐标计算方法。

为了验证算法改进的有效性，在Matlab中进行了仿真实验。

实验结果表明：文中算法相对于传统DV-Hop算法测距精度提高了约20%；定位精度较传统DV-Hop算法提高了约30%。

理论和实践均表明：在同等条件下文中的改进算法与传统DV-Hop算法相比具有更高的定位精度。

%In order to improve the positioning accuracy of the traditional DV-Hop algorithm,promoting the further development of the al-gorithm,the traditional DV-Hop algorithm is improved in two phase of computing average jump-distance and unknown nodes coordinate in this paper,put forward a computing average jump-distance method based on RSSI weighted correction and unknown nodes coordinate computing method based on correction method of least squares. In order to validate the improved method is effective,carry out the simula-tion experiment in Matlab software. The experimental results show that this algorithm is about 20% higher than the traditional DV-Hop algorithm in ranging accuracy,30% higher than the traditional DV-Hop algorithm in positioningaccuracy. Theory and practice have proved that in same conditions,the improved algorithm has higher accuracy compared with the traditional DV-Hop algorithm.【总页数】4页(P127-130)【作者】廖兴宇;汪伦杰【作者单位】江西师范大学计算机信息工程学院，江西南昌 330022;江西师范大学计算机信息工程学院，江西南昌 330022【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.改进的无线传感器网络DV-Hop节点定位算法 [J], 童宇行;黄鹏;刘玉红2.一种改进的无线传感器网络DV-HOP定位算法 [J], 武雪姣;李雪晴;丁佳静3.无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法研究 [J], 何少尉4.一种改进的无线传感器网络DV-HOP定位算法 [J], 武雪姣[1];李雪晴[1];丁佳静[1]5.无线传感器网络的改进DV-hop定位算法研究 [J], 周凯;周培钊;付文涵;魏胜非因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于无线传感器网络的DV-Hop定位算法的改进

基于无线传感器网络的DV-Hop定位算法的改进赵灵锴;洪志全【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2011(31)5【摘要】在无线传感器网络的定位算法中,距离向量-跳段(DV-Hop)是典型的无需测距算法之一,但其定位精度不高.为提高算法的定位精度,通过对DV-Hop算法的理论分析,找出该算法产生误差的主要原因.针对该算法存在的缺陷,新算法巧妙利用无线信号在同种介质中传播速度的不变性,用计数器来测量锚节点间的传送时间以及锚节点与未知节点间的传送时间,并利用该时间比例来修正未知节点的估计距离.通过仿真实验表明:新算法减少了定位误差,提高了定位精度.%Distance Vector-Hop (DV-Hop) is one of the typical algorithms for Wireless Sensor Network (WSN), but its accuracy is not high. This paper analyzed DV-Hop algorithm and discovered the main reason for the error. Based on the defect of DV-Hop algorithm, the new algorithm depended on the invariant velocity of the wireless signals in the same medium, and used the counter to measure the time of data transmission between unknown node and anchor node as well as between anchor nodes. The new algorithm modified the estimated distance of the unknown node through the ratio of time. The simulation results show that the new algorithm reduces the positioning error and improves the positioning accuracy.【总页数】4页(P1189-1192)【作者】赵灵锴;洪志全【作者单位】成都理工大学信息科学与技术学院,成都610059;宜宾学院计算机与信息工程学院,四川宜宾644000;成都理工大学信息科学与技术学院,成都610059【正文语种】中文【中图分类】TP393.01【相关文献】1.一种基于DV-HOP改进的无线传感器网络定位算法 [J], 朱敏;刘昊霖;张志宏;易宗锐2.基于DV-HOP改进的无线传感器网络定位算法 [J], 刘玉珍;王兆锋3.基于无线传感器网络DV-HOP定位算法的改进和研究 [J], 贾琦;周新志4.基于改进DV-Hop算法的无线传感器网络定位研究 [J], 李鹏5.基于改进DV-Hop的无线传感器网络节点定位算法 [J], 罗莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种无线传感器网络中 DV-Hop定位的改进算法

一种无线传感器网络中 DV-Hop定位的改进算法陈晶杰;罗明【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2015(000)001【摘要】针对无线传感器网络中经典定位算法 DV-Hop 存在定位精度低的缺陷，提出了一种改进算法。

在传统 DV-Hop 算法的基础上，首先采用最小均方误差准则校正信标节点的平均每跳距离，然后对各未知节点到参考信标节点的平均每跳距离进行加权处理，最后通过参数分析，对未知节点进行位置修正。

仿真实验结果表明，改进算法相比于传统的 DV-Hop 定位算法以及已有的改进算法具有很高的定位精度，并且无需增加额外的硬件设施。

因此在工程上具有很好的实用性。

%Aiming at the defect of low localization accuracy in classical localization algorithm DV-Hop in wireless sensor networks,an improved algorithm is proposed in this paper.Based on the traditional DV-Hop algorithm,this paper first adopts the minimum mean square error calibration to revise average per jump distance of beacon nodes,then performs weight to the average per jump distance from each unknown node to the reference beacon node;finally modifies the positions of un-known nodes through parameter analysis.The simulation experiment results show that the im-proved algorithm has high location accuracy and needs no added hardware facility compared with the traditional DV-Hop localization algorithm and previous improved algorithms,so the algorithm has good practicability in the engineering.【总页数】5页(P70-74)【作者】陈晶杰;罗明【作者单位】西安电子科技大学，西安 710071;西安电子科技大学，西安 710071【正文语种】中文【中图分类】TN914【相关文献】1.一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法 [J], 陈继峰;刘广聪;彭成平2.一种改进的DV-Hop无线传感器网络定位算法 [J], 党宏社;李振伟3.一种改进的无线传感器网络DV-HOP定位算法 [J], 武雪姣;李雪晴;丁佳静4.无线传感器网络中一种改进的DV-Hop定位算法研究 [J], 何少尉5.一种改进的无线传感器网络DV-HOP定位算法 [J], 武雪姣[1];李雪晴[1];丁佳静[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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于传统ＤＶ — Ｈｏｐ算法测距精度提高了约２０％；定位精度较传统ＤＶ — Ｈｏｐ算法提高了约３０％。理论和实践均表明：在同等条件下文中的改进算法与传统ＤＶ — Ｈｏｐ算法相比具有更高的定位精度。
ｉｎｈｉｔｓｐａｐｅｒ，ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｃｏｍｐｕｉｔｎｇａｖｅａｇｒｅｊｕｍｐ — ｉｓｄｔａｎｃｅｍｅｈｏｔｄｂａｓｅｄＯｉｌＲＳＳ１ｗｅｉｇｈｔｅｄｃｏｒｒ￣ｔｉｏｎａｎｄｕｎｋｎｏｗｎｎｏｄｅｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ
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第２４卷第１１期２０１４年１１月
计算机技术与发展
ＣＯＭＰＵＩＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
Ｖｏ１．２４ＮＯ．１１ＮＯＶ．２０１４
无线传感器网络ＤＶ－Ｈｏｐ定位算法的改进方法研究
关键词：ＤＶ — Ｈｏｐ定位算法；ＲＳＳＩ加权修正；最小二乘法
中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３ — ６２９Ｘ（２０１４）１１ — ０１２７ — ０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３～６２９Ｘ．２０１４．１１．０３２
ｇｏｎｔｈｍ，ｈｅｔｒｔａｉｔｄｉｏｎｌａＤＶ— Ｈｏｐｌｇａｏｒｉｈｍｔｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｉｎｔｗｏｐｈａｓｅｏｆｃｏｍｐｕｉｔｎｇａｖｅｒａｇｅｊｕｍｐ — ｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｕｎｋｎｏｗｎｎｏｄｅｓｃｏｏｒｄｉｎａ￣
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＤＶ－ＨｏｐＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ
ｃｏｍｐｕｉｔｎｇｍｅｈｏｔｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｒｒｅｃｉｔｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｌｅａｓｔｓｑｕｒｅａｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｖｌｉａｄａｔｅｈｅｔｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｅｃｔｉｖｅ，ＣａｌＴｙｏｕｔｈｅｔｓｉｍｕｌａ－
ＬＩＡＯＸｉｎｇ－ｙｕ，ＷＡＮＧＬｕｎ－ｊｉｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
廖兴宇，汪伦杰
（江西师范大学计算机信息工程学院，江西南昌３３００２２）
摘要：为了提高传统ＤＶ — Ｈｏｐ算法的定位精度，推动该算法的进一步发展，文中从平均跳距计算和未知节点坐标计算两
个阶段人手对传统ＤＶ一［１ｏｐ算法进行改进，提出了一种基于ＲＳＳＩ加权修正的平均跳距计算方法和一种基于最小二乘法修正的未知节点坐标计算方法。为了验证算法改进的有效性，在Ｍａｌｆａｂ中进行了仿真实验。实验结果表明：文中算法相对