DV-HOP定位算法
区间范围内修正跳数值的Dv-hop定位算法
的算 法 。根 据 Ｄｖｈ ｐ 算 法 定 位 过 程 ，在 平 均 每 跳 距 离 估 算 、未 知 节 点 到各 参 考节 点 之 间 距 离 的计 算 等 两 方 面 进 ．ｏ
行 了 改进 ， 分 析 和 仿 真 了不 同通 信 半径 与锚 节 点 比率 情 况 下 的 定 位性 能 。 结 果 表 明 ，提 出 的 改进 措 施 可 极 大地
Ｒ ｅ ｓｏ ｏ ｉｈ ｎ ｅ ｔ ｉ ｖｉｉ ｎ Ｈ ｐｓＷ ｔ ｉ ａ Ｃ ｒ ａ ｎ Ｓｐａ ｅＲ ａ ｅＤｖ－ ｏ ｃ ｌ ｔｏ ｌ ｏ ｉｈｍ ｃ ｎｇ Ｈ ｐ Ｌｏ ａ ｉ ｉ ｎＡ ｇ ｒｔ ｚａ
Ｈ Ｆ ｎ —ｏ ｇ ＭＥ ｉｎ — ｎ Ｕ ｅ ｇＳ ｎ ， ＮＧ Ｘ ａｇＱｉ
２１ ０ １年 第 ２ ０卷
３ 朗
汁 算 机 系 统 ／ 用 、
区间范围内修正跳数值 的 Ｄ ．ｏ ｖｈ ｐ定位算法
胡 峰 松 ， 孟湘 琴
（ 南大 学 计 算 机 上 通 信 学 院 ， Ｋ沙 ４ ０ ８ ） 湖 ｊ １０ ２
摘
要 ：针 对 Ｄ ．ｏ 算 法 在 估 算 跳 数 时引 进 较 大 误 差 的 问题 ，提 出 了 一 种 基 于 区 间 范 围 内修 正跳 数（ ＨＷＳ ） ｖｈ ｐ 一 Ｒ Ｒ
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｏ ｋ Ｄｖ ｈ ｐ； ｏ ｅｌｃ ｌｚ ｔｏ ； ｓｔｏ ｉｇ ａ ｃ ｒ ｃ ； ｅ ｉｉｎｈｏ ｔ ｎ ａｃ ｒａｎ ｓ ａ ｅｒ ｎ ｅ ｙ ｒ ：ｓ ｎ ｏ ｅｗ ｒ ； — ｏ ｎ ｄ ａｉａ ｉｎ ｐｏ ｉ ｎｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｒ ｖ ｓｏ ｐｓｗｉ ｏ ｉ ｈｉ ｅｔ ｉ ｐ ｃ ａ ｇ
（ ｏｌ ｅ ｆ ｏ ｕｅ ｄＣ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ Ｈ ｎｎＵｎｖｒｉ ， ｈｎ ｓａ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｍｐ ｔｒ ｎ ｏ ｅ ｏＣ ａ ｎｃ ｉ ， ｕ ａ ｉｅｓｙ Ｃ ａｇｈ １ ８ ， ｈｎ ） ａｏ ｔ ４ ０
DV-Hop定位算法优化思想
DV-Hop 定位算法改进1.DV-Hop 算法原理及性能1.1.算法原理i. DV-Hop 算法是典型的无需测距的定位算法, 基本思想是将未知节点到信标节点之间的距离用网络中节点的平均每跳距离和两节点之间跳数的乘积来表示, 然后再使用三边测量法或极大似然估计法来获得未知节点的位置信息。
DV-Hop 算法定位过程分以下三个步骤:ii. 信标节点位置已知, 计算未知节点与每个信标节点的最小跳数计算未知节点与每个信标节点的最小跳数, 计算公式如下i j i iji j HopSize h ≠≠=∑iii. 利用三边测量法计算自身位置1.2.算法性能DV-Hop 算法依据信标节点间的跳数来计算平均距离, 所以信标节点比例对算法定位精度存在直接的影响。
一方面, 信标节点的位置信息通常依赖于人工部署或者GPS 实现。
人工部署受限于环境同时也限制了网络的可扩展性；而使用GPS 会使得节点费用比普通节点高两个数量级, 成本太高。
另一方面, 无须测距定位算法中, 信标节点比例越高, 定位越精确。
所以信标节点比例和成本需要权衡。
同时, DV-Hop 算法对网络的拓扑结构也十分敏感。
在实际网络拓扑中, 未知节点与信标节点间的路径往往不是直线, 而是存在“空洞”, 使得估算距离远大于实际距离, 定位精度大打折扣, 即DV-Hop 算法仅在各向同性的密集网络中, 校正值才能被合理的估算。
所以DV-Hop 算法的性能在一定程度上取决于网络结构和信标节点比例。
2.基于邻居节点空间顺序序列优化针对DV-Hop 算法对网络拓扑结构敏感的问题, 有学者提出了不同的改进算法, 其中一种是基于邻居节点空间序列优化的改进算法。
假设网络环境如下图AB CL 123457图1基于邻居节点空间顺序序列优化示意图其中, L 为信标节点, 其余均为未知节点, 且A.C 均为B 的一跳邻居节点。
若已经通过计算获得LB 的距离, 又因为B 是C 的一跳邻居节点, 所以BC 的距离以平均跳来估算。
基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法
Ｔ ｉ ａｇ ｒｔｍ ｄ ｓａ ｂ ｏ ｄ ａ ｔｏ ｅ ｎ ｗ ａ ｃ ｏ ｒ ｍ ｅ ｏ ｄ ｒ ｕ ｄ ｔ ｅ ｏ ￣ ｓ ｔｅ Ｐ Ｉ ｏ ｎ ｎ ｗ ｏ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｈ ｓ ｌ ｏ ｈ ａ ｄ ｒ ａ ｃ ｓ ｆｔ ｅ ｎ ｈ ｒ ｆ ｉ ｈ ｏ ｓ ｃ ｎ ｏ ｎ ，ｈ ｎ ｃ ｎ ｒ ｈ Ｒ ｆｕ ｋ ｏ ｎ ｎ ｄ ｓ ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｍ ｎ ｍｂ ｒｏ ｅｒｒｃ ｉ ｅ ｒ ａ ｃ ｓｓ ｆ ｍ ｎ ｈ ｒ ， ｎ ｈ ｏ ｅ ｈ ｏ ｅｗｉ ｈ ｉｈ ｓ Ｐ ｎ ｏ ａｅ ｔ ｙ ＤＶ —Ｈｏ ａ ｄ ｔｅ ｕ ｅ ｆｔ ｉ ｅ ｅｖ ｄ ｂ ｏ ｄ ａ ｔ ｒ ａ ｃ ｏ ｓ ａ ｄ ｃ ｏ ｓ ｓｔ ｅ ｎ ｄ ｔ ｔ ｅ ｈ ｇ ｅ ｔ ＲＩａ ｄ ｌ ｃ ｔ ｓｉ ｂ ｈ ｏ ｈ ｐ， ｎ ｈ ｎ
ｕ ｄ ｔ ｓｉ ｔ ｅ ａ ｃ ｏ ， ｄ ｉ ｅｐ ｓｔ ｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓｎ ｅｇ ｔｄ ｌａ ｔｓ ｕ ｒ ｓｍｅｈ ｄ ｔ ｅ ｕ ｅｔ ｅ ｃ ｍｕ ａｉｅ ｅ ｒｒ Ｃ ｏ — ｐ ａ ｅ ａｎ ｗ ｎ ｈ ｒ ａ ｎ ｔ ｏ ｉ ｏ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｓｕ ｉｇ ｗ ｉｈ ｅ ｓ ｑ ａｅ ｔｏ ｏｒ ｄ ｃ ｈ ｕ ｌ ｔ ｒｏ ． ｈ ｏ ｔｏ ｎ ｈ ｉ ｅ ｖ
０ 引言
节点升级为锚节点 的 Ｄ Ｖ—Ｈ ｐ定 位算 法 ， ｏ 并给 出 了仿真实 验 的结果及其分析 。
１ ＤＶ— Ｈ叩 算法描述 定位技术是无 线传 感器 网络 重要 的共 性支撑技术 之一。 无线传感器网络节 点通 常采 用随机布撒方式 ， 无法事 先知道 自 身位置 ， 此 传感 器 节 点 必 须 能 够 在 布 撒 后 实 时 进 行 自定 因 位 。无线传感器 网络 中的节点 定位 就是指 依靠 有 限个位 置已知的节点（ 也称为锚节点） 按 照某种方式确定 网络 中其他 ，
一种改进的DV-Hop节点定位算法
∑ ｉ
Ｈ ｏ ｚ Ｎｅ ｐＳｉｅ ｗ￣ —
Ｊ ≠
—
每个信标节点采用广播的方式将其位置信息 （ ｉ ｘ，ｙ ｏｓ） Ｉ ， ｉ ｉ ｐｉ Ｄ ，Ｈ 传递给其他节点 ， 中，Ｈ ｐｉ 其 ｏｓ 是跳数 ，它的初始时为０ ，当接收节点接 收到来 自同～个信标节点但跳数不 同的位置信息时 ， 记录最小的跳数 ， 忽略较大跳数的分组。然后将跳数加 １ ，再转发给其他邻居节点 。依靠 这种方法便能够找 出未知节点到每个信标节点 的最小跳数。
进
ＡＸ ＝ｂ
其中，矩阵 信标节点坐标构成 ， ｏ未知节点和信标节点之间的 由 ｂ ａ 距 离构成 ， 为未知节点的坐标，用标准最小二乘法可求得 估计值 的
Ｕ ＝ｒ 一 Ａｒ ） ｂ
２ 改进算 法 在改进算法 中，为降低存储容量 ，对每个信标节点的广播范围进行 限制 。此外 ，目 前的无线传感器网络 的节点定位算法大部分是设定节点 ， ） ， 分别是信标 节点 的坐标 ，Ｈ ｓ ｘ Ｙ 、 乃） ． １ ， ｐ 为信标 节点 ｏｊ ｊ 之 问的跳数。然后 ，信标节点将计算出的平均每跳距离广播到网络 与ｉ 中，未知节点仅记录它接收到的第一个平均距离。然后 ， 未知节点将它 与信标 节点的最小跳数和接收到的每跳平均距离相乘便计算 出了它与每 个信标节点的估计距离。
１１测量未知节点与信标节点间的最小跳数 ．
其中ｄ 表示通信的距离，Ｅ 为消耗 的能量 ， ｚ 足关系２ ｎ ，ｋ ，菏 ｝ ＜ ＜４ 是 系数 。此外 ，为了节省通信能量 ，可以设置一个 门限跳数 ｎ，当节点接 收到来 自信标节点 的位置信息时 ，首先 检测Ｈｏｓ 否达 到门限跳数 ， ｐｉ 是 若 Ｈ ｐ ＜ ，则跳数加１ ｏｓ ｎ ，并转发给邻居节点，否则丢弃该包 。 Ｓ ｐ ：在计算每个信标节点与其他信标节点 的每跳平均距离时，公 ｔ２ ｅ 式变为
无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究的开题报告
无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究的开题报告I.课题背景与意义随着无线网络技术的发展，无线传感器网络已成为研究热点之一。
无线传感器网络的一项重要应用就是对目标位置进行定位，但是受到无线信号传播的不稳定性、传感器节点位置误差和网络拓扑结构的限制等因素的影响，节点定位精度难以保证。
因此，设计一种高精度的节点定位算法成为无线传感器网络中的研究热点。
传感器网络中的DV-Hop算法是一种经典的定位算法，其原理简单，适用于多种拓扑结构，并且具有较好的定位精度。
因此，本文研究无线传感器网络中DV-Hop定位算法，进一步提高节点定位精度，适应网络中不同的应用场景。
II.研究现状及发展动态近年来，越来越多的研究关注无线传感器网络的节点定位问题。
目前，相关研究主要集中在DV-Hop算法、MDS-MAP算法、半监督学习算法等方面。
其中，DV-Hop算法因其原理简单、易于实现，在无线传感器网络中得到了广泛的应用。
但随着网络规模的增大，节点间距离的误差也会随之增大，影响定位的精度。
因此，如何减少节点定位误差是当前研究的重点。
III.研究对象与内容本文研究对象为无线传感器网络中的DV-Hop节点定位算法。
具体研究内容包括以下三个方面：1.分析DV-Hop算法的原理和定位误差来源，探究其局限性。
2.通过增加节点之间的通信次数，设计一种改进的DV-Hop算法，来提高节点定位精度。
3.在NS2平台上实现算法，并对其进行性能测试，评估改进后算法的可行性和有效性。
IV.研究方法和技术路线本文将采用理论分析与仿真实验相结合的方法，进行研究。
主要包括以下技术路线：1.对DV-Hop算法进行分析，研究其误差来源，并探究提高算法精度的途径。
2.设计改进的DV-Hop算法，并进行相关的数学建模和理论分析。
3.在NS2模拟平台上实现算法，并进行性能测试。
4.对实验结果进行分析和总结，评估改进后算法的可行性和有效性。
V.预期研究成果本文预期研究成果包括以下方面：1.研究了无线传感器网络中DV-Hop节点定位算法的原理，探究其定位误差来源和局限性。
改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法
需测距定位方案受到广泛关注 。Ｄ Ｈ ｐ算法是 目前应用最 Ｖ— ｏ 广泛的定位 算法之一 ，但是它在计算未知节点到锚 节点距离 时存在 较大误差 。本文针对 ＤＶ Ｈ ｐ算法 的不足 ，提出一种 —ｏ 改进算法。
，
Ｉ ｐｒ ｖｅ ＤＶ－ ｏ ｃ ｌｚ ｔｏ ｇ ｒｔ ｍ ｏ ｄ Ｈ ｐ Ｌｏ ａ ｉ ａ ｉ ｎ Ａｌ ｏ ｉｈｍ ｆ ｒＷ ｉ ｅｅ ｓＳ ｎｓ ｒＮｅ ｗｏ ｋ ｏ ｒ ｌｓ ｅ ｏ ｔ ｒ
Ｗ Ａ Ｎ Ｇ ｎｇ ，Ｓ ＩＨ ａｏ ｙａ Ｙｉ Ｈ — ｎｇ
（． ｃ ｏ ｌ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎａ ｄＣｈｍｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｅ ｙｎ ｉｏ ｇＵｎｖ ｒｉ ， ｈｎ ａ ｇＩ０ ５ ， ｈｎ ； １ Ｓ ｈ ｏ Ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌｎ ｅ ｃ ｇｎ ｅｉ ， ｈ ｎ ａｇＬｇ ｎ ｉｅｓｙ Ｓ ｅｙ ｎ １ １ ９ Ｃ ｉａ ｏ ｏ ａ ａＥ ｎ ｔ ２ Ｐ Ａ６ ０ １ ｒｏ ｓＳ ｅ ｙｎ １ １２ Ｃ ｍａ ． Ｌ ５ ２ ｏ ｐ， ｈ ｎ ａｇ１０ ６ ， ｈ ） Ｔ
［ ｙｗｏｄ Ｗｉ ｌｓ ｅ ｓｒ ｔ ｒ（ Ｎ）ｌｃｌ ａｉ ｌｏｉ ｍ；ｏ ｅａｅ ａｅ ａｅａ ｅ ｏ ｎ ｃ ｖｔ； － ｏ ｌｏｉ ｍ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｅｓＳｎ ｏ ｗｏｋＷＳ ；ｏａｉ ｔ ｎａ ｒｈ ｃｖ ｒｇ ｔ；ｖ ｒｇ ｎ ｅｔ ｉ ＤＶ Ｈ ｐａｇ ｒｈ Ｉ ｅ Ｎｅ ｚ ｏ ｇ ｔ ｒ ｃ ｉｙ ｔ
ｄｓａｃ，ａｄｃ ｍｐ ｔｓｔｅａ ｇｅｔｒｕ ｔｅａｊｃｎ ｏ ｅ ｖｒａ． ｔｉｔ ｄｃ ｓａ ｅａｅｃｎ ｅｔ ｉ ｅｒｅｃ ｍｐ ｔ ｈ ｐｄｓ ｎ ｅｔ ｒ ｉ ｎ ｅ ｎ ｏ ｕｅ ｎ ｌ ｈｏ 曲 ｈ ｄａｅ ｔ ｄ ｓｏ ｅｌｐ Ｉ ｎｒ ｕｅ ｖ ｒｇ ｏｎ ｃｉ ｔ ｄｇｅ ｏ ｕｅ ｏ ｉａｃ ｏｍｏｅ ｔ ｈ ｎ ｏ ｖｙ ｔ
无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓ ａ ｅｆ ｃ ｏ ｆ ｎ ｈ ｒｎ ｄ ｓｉ ｌ ｓ ｌ ｅａ ｅ ｏ ｂ ｔ ｏ ｅｌ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｏ ｅ ａ ｅ ｒ ｔ ｓ ｒ ｃ ｅ ａ ｓ ｈ ｃ ｌ ａ ｔ ｒｏ ｃ ｏ ｏ ｅ Ｓｃｏ ｅ ｙ ｒ ｌｔ ｄ ｔ ｏ ｈ ｎ ｄ ａｉ ｔ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｃ ｖ ｒ ｇ ａ ｅ ａ ｏ ｚ ｏ
ｐ ｓ ｄ ｉ ｈ ａ ｅ ｈ ｏ ｇ ｎ ｌｚｎ ｈ ｏ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｏ ｍｐ ｏ ｉｇ ｔ ｅ ｌ ｃ ｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｏ ｅ ａ ｅ ｒ ｔ ． Ｈｏ ｏ ａ ｉ ｌ ｏ ｉｈ ｆ ｒ ｉ ｒ ｖ ｎ ｈ ｏ ａ ｉ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｃ ｖ ｒ ｇ ａｅ ｏ ｏ
总第 ２ ５ ４ 期 ２１ 年第 ３ ００ 期
计算机 与数字工程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄ ｇｔｌ ｎ ｉｅｒ ｇ ｏ ｕｅ ｉｉ ｇｎ ｅ ｉ ａＥ ｎ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ３ １３ ．
３４
无线 传 感 器 网络 Ｄ — ｐ定位 算 法 的研 究 Ｖ Ｈｏ
白凤 娥 姜晓荣 牟 汇慧
（ ｌ ｇ ｆ ｍｐ ｔ ｒＥｎ ｉｅｒｎ ｎ ｏ ｔ ｒ ，Ｔａｙ ａ ｉｅ ｓｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｔａｙ ａ ０ ０ ２ ） Ｃｏｌ ｅｏ ｅ Ｃｏ ｕ ｅ ｇｎ ｅｉｇａ ｄＳ ｆ ｗａ ｅ ｉｕ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｙ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉｕ ｎ ３ ０ ４
Ｕｎ ｎ ｗｎｎ ｄ ｓｏ ｌ ｅｅｖ ｎｏ ｍａｉｎｏ ｎ ｈ ｒｎ ｄ ｓｗｉ ｉ ｔｄ ｈ ｐ ｎ ｉ ｋ ｏ ｏ ｅ ｎｙｒｃ ｉｅｉｆｒ ｔ ｆａ ｃ ｏ ｏ ｅ ｔ ｌ ｅ ｏ ｓ ｉ ＤＶ－ ｐ ｌｃ ｌ ａｉｎ ａｇ ｒｔｍ． Ｗ ｈ ｎ ａｕ — ｏ ｈ ｍｉ Ｈｏ ｏ ａｉ ｔ ｌｏ ｉｈ ｚ ｏ ｅ ｎ ｋ ｏ ｏ ｅｒ ｃ ｉｅ ｒ ｈ ｎ ３ａ ｃ ｏ ｏ ｅ ，ｔ ｅｕ ｋ ｏ ｏ ｅｉ ｌｃ ｔｄ ａ ｄ ｃ ｎ ｅｔｄ ｔ ｎ ｈ ｒｎ ｄ ． Ｔｈ ｎ。ｔ ｅｏｄ ｎ ｗｎｎ ｄ ｅ ｅｖ ｓｍｏ ｅｔ ａ ｎ ｈ ｒｎ ｄ ｓ ｈ ｎ ｎ ｗｎ ｎ ｄ Ｓ ｏ ａｅ ｎ ｏ ｖ ｒｅ Ｏ ａ ｃ ｏ ｏ ｅ ｅ ｈ ｌ ａ ｄ ｔｅｎ ｗ ｎ ｈ ｒｎ ｄ ｓａ ｅｉｖ ｌｅ ｎｔ ｅｌｃ ｔ ｎ ｏ ｈ ｅ ｔｕ ｋ ｏ ｏ ｅ． Ｆ ｎ ｌ ｎ ｈ ｅ ａ ｃ ｏ ｏ ｅ ｒ ｎ ｏｖ ｄ ｉ ｈ ｏ ａ ｉ ｆｔ ｅｒ ｓ ｎ ｎ ｗｎ ｎ ｄ ｓ ｉａｌ ｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕｔｓ ｏ ｈ ｔ ｏ ｙ。ｔ ｅｓｍｕａｉｎ ｒｓ ｌ ｈ ｗｓｔａ
《DVHOP定位算法》课件
摘要： DVHOP定位算法是一种用于无线传感器网络中节点定位的算法，通过测量节 点之间的距离来确定节点的位置。
算法简介
DVHOP定位算法是基于距离向量的位置估计算法，通过节点之间的距离信息进行三角定位。
算法原理
1 距离测量
节点之间通过无线信号传输进行距离测量，使用多普勒效应或RSSI进行距离估计。
2 三角定位
通过多个节点之间的距离信息，使用三角定位算法计算节点的位置。
3 位置修正
根据估计位置和实际距离进行位置修正，提高定位的准确性。
算法步骤
1
邻居选择
选择节点的邻居节点作为距离测量的基准。
2
距估计
通过测量节点与邻居节点之间的距离进行距离估计。
3
三角定位
利用多个节点之间的距离信息，使用三角定位算法计算节点的位置。
机器人与自动驾驶
将DVHOP定位算法应用于机器人 和自动驾驶技术中，帮助实现精 准定位和导航。
结论
DVHOP定位算法是一种灵活可靠的节点定位算法，广泛应用于无线传感器网 络和定位技术领域。
算法的优缺点
优点
简单易实现、不依赖GPS技术、适用于大规模网 络。
缺点
受环境干扰影响较大、定位误差较大、消耗较 多能量。
技术应用
无线传感器网络
DVHOP定位算法可应用于无线传 感器网络中的节点定位，用于环 境监测、农业检测等应用。
室内定位
通过部署无线传感器节点，利用 DVHOP定位算法实现室内定位服 务。
DV-Hop定位算法的误差分析
第7期2018年4月No.7April，2018美国的Rutgers University（路特葛斯大学）的 Niculescu等[1]利用GPS定位和距离向量路由的原理提出了（DistanceVector-Hop，DV-Hop）定位算法。
1 DV-Hop算法的过程DV-Hop定位算法可以分为3个过程：第一过程是无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）中使用经典距离矢量交换协议来获得节点距锚节点的最小跳数；第二过程是每个锚节点根据与其他锚节点之间的距离和最小跳数，计算自己的平均跳距，并采用可控洪泛法向全网广播，保证未知节点仅收到一个广播值；第三过程是未知节点利用收到的广播值与至少3个的锚节点的最小跳距，来获得未知节点到锚节点距离，然后采用3边测量定位或者最小二乘法来得到自身的位置。
2 获得节点距锚节点的最小跳数首先使用距离矢量交换协议，锚节点向它的邻居节点广播消息，消息包括锚节点的标识符、位置信息和跳数值，跳数的初始值设置为0；邻居节点接收到消息后，先将跳数值加1，然后记录下此消息，并将记录下的信息广播给它的邻居节点，重复以上步骤，直到所有节点都具有锚节点的位置信息和彼此间的最小跳数。
由于采用广播的途径，一个锚节点广播的消息可能多次到达同一节点，导致信息冗余，增加了通信开销。
为了消除广播消息的无限循环，只有新的锚节点消息才能被节点广播，垃圾消息将被抛弃。
垃圾消息是指节点在接收信息的时候，由于路径的不同，导致节点可能收到多个相同锚节点的信息，感兴趣的是跳数值最小的那条消息，其他消息都认为是垃圾消息。
3 未知节点获得平均跳距锚节点根据自己存储的消息，即其他锚节点的标识符、位置信息和跳数值通过式（1）运算得到这个锚节点跟其他锚节点之间的每跳的平均距离，即平均跳距：HopSizeij i≠=（1）i代表这个锚节点，j代表其他锚节点，（x i,y i）和（x j,y j）分别表示节点i和节点j的位置的坐标，hop j表示锚节点i和锚节点j的跳数值，HopSize i是锚节点i的平均跳距。
dvhop定位算法例题
dvhop定位算法例题DV-HOP定位算法例题DV-HOP（Distance Vector Hop）是一种基于跳数的定位算法，适用于无线传感器网络中的节点定位。
该算法通过测量节点之间的跳数和信号强度来估计节点的位置。
下面我们通过一个例题来详细介绍DV-HOP定位算法的原理和步骤。
假设有一个无线传感器网络，其中包含了10个节点，节点之间的距离如下图所示：```A---B---C---D| | |E---F---G---H| |I-------J```我们的目标是通过DV-HOP算法来估计每个节点的位置。
首先，我们需要选择几个已知位置的节点作为锚节点。
在这个例题中，我们选择节点A、D和J作为锚节点，它们的位置已知。
接下来，我们需要通过测量节点之间的跳数和信号强度来计算节点的位置。
假设节点A测量到节点B的跳数为1，节点B测量到节点C的跳数为1，节点C测量到节点D的跳数为1，节点A测量到节点E的跳数为1，节点E测量到节点F的跳数为1，节点F测量到节点G的跳数为1，节点G测量到节点H的跳数为1，节点E测量到节点I的跳数为1，节点I测量到节点J的跳数为1。
然后，我们需要计算每个节点的平均跳数。
节点A的平均跳数为1，节点B的平均跳数为2，节点C的平均跳数为3，节点D的平均跳数为4，节点E的平均跳数为2，节点F的平均跳数为3，节点G的平均跳数为4，节点H的平均跳数为5，节点I的平均跳数为3，节点J的平均跳数为2。
接下来，我们需要计算每个节点的平均信号强度。
假设节点A测量到节点B的信号强度为-60dBm，节点B测量到节点C的信号强度为-65dBm，节点C测量到节点D的信号强度为-70dBm，节点A测量到节点E的信号强度为-55dBm，节点E测量到节点F的信号强度为-60dBm，节点F测量到节点G的信号强度为-65dBm，节点G测量到节点H的信号强度为-70dBm，节点E测量到节点I的信号强度为-55dBm，节点I测量到节点J的信号强度为-60dBm。
无线传感器网络DV—Hop定位算法研究
确度 同时设 置 虚拟锚 节 点来 提高定 位精 度 ； 文献 ［ ］ 蛙跳 算法 引 入 到 了 Ｄ ６将 Ｖ—Ｈｏ 法 的平 均 跳距 计算 阶 ｐ算
段从而进行了改进 ； 文献 ［ ］ ７ 提出了利用几何约束法来提高算法 的定位精度。
１ Ｄ Ｖ— ｏ 法 原 理 Ｈ ｐ算
Ｄ Ｖ—Ｈｏ 法主要 通 过距离 矢 量和跳 数来 估测 未 知节点 到锚 节点 的距离 ， 后 通过 三边 测 量原 理 或最 ｐ算 然 大似 然估计 原 理求 出未 知节点 的坐标 点 的距离 信息 。 在Ｄ Ｖ—Ｈ ｐ算 法 中 ， ｏ 锚节 点 的平均 跳距 计算 公式 为 ： ， 采用 这种 方法 ， 以使 未知 节点 在较小 通信 半径 时获 得更 多 锚节 可
提， 也是无 线传 感器 网络研究 中的基础 性 问题 和热 点 问题之 一 。根 据 是否 需要 通 过 物理 测 量来 获 取节 点
之 间 的距 离或 角度 信息 ， 以将 定 位 算 法 分 为 基 于 测距 （ ａｇ 可 Ｒ ｎｅ—Ｂ ｓｄ 的 定 位算 法 和无 需 测 距 （ ａｇ ａｅ ） Ｒ ｎｅ— Ｆｅ） ｒｅ 的定 位算法 Ｊ 。相 比而言 ， 无需 测距 的定 位算 法 降低 了对 节 点 硬 件 的要 求 ， 成本 和 功 耗方 面 都具 有 在 较 强 的优 势 ， 且定位 性 能受 环境 因素 的影 响较小 ， 因此在 ＷＳ 中无 需测距 技术 的定 位算 法备受 关 注 。而 Ｄ Ｎ Ｖ
定位 误 差及定 位 时 间差异较 大 的 问题 ， 分别 分 析并仿 真 了对定 位误 差和 定位 时 间有 较 大 影响 的
节点个数 、 网络平 均连 通度及 监 测 区域 等 几个 重 要 参数 ， 虑 到 无 线传 感 器 网络 能 量及 成 本 的 考
DVHop定位算法研究
硬件要求低，成本低。
性能受节点密度影响大， 节点密度大，精确度高；
锚节点定位分布情况影 响定位精度。
Part 03
基于锚节点布署旳 DV-Hop定位算法
03 基于锚节点布署旳DV-Hop定位算法
——问题描述
➢ 锚节点需要广播两次消息到整个无线传感器网络才干完毕定位计算：第一次用來 取得节点之间旳最小跳数；第二次是用来广播锚节点计算旳单跳矫正值给每一种 未知节点。
• 无需测距定位措施
➢ 无需测量节点间旳绝对距离或方位，利用节点间估计旳距离计算节点位置； ➢ 硬件设备简朴，网络成本低，功耗小，受环境原因影响较小； ➢ 经典算法有质心定位算法、DV-Hop算法、APIT算法、凸规划定位算法等。
Part 02
DV-HOP定位算法
02 DV-HOP定位算法
——关键思想
02 DV-HOP定位算法
——算法环节（2）
（2）计算未知节点与锚节点旳实际跳段距离
02 DV-HOP定位算法
——算法环节（3）
（3）利用三边测量法或者极大似然估计法计算本身位置
未知节点利用第二阶段获得到各个锚节点旳估计距离，然后根据三边测量法 三边或测者量最法大：似然估计法能够计B 算其估计坐标。 A
➢ 收到送些信息旳传感器节点统计锚节点旳有关信息，而且将相应旳跳数值加1， 然后转发给它旳邻居节点，这么网络中旳全部节点能够统计每个锚节点旳位置 和相应旳最小跳数。
➢ 为了降低网络通信量，节点能够丢弃无效旳锚节点信息。假如某个未知节点己 经统计了某个锚节点旳有关信息，则进行跳数判断，假如接受到信息中旳跳数 加1不不大于该未知节点己经统计旳最小跳数，则以为这条信息是无效旳，丢弃而 且不转发此消息。
改进的DV-Hop无线传感器网络定位算法
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
２ ０ １ ３ Ｎｏ ． ６
第 ６期
改进的 Ｄ Ｖ— Ｈｏ ｐ无 线 传 感器 网络定 位 算 法
赵 吉 ， 傅 毅 ， 王瀚 波
Ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｐ Ｓ Ｏ ） 算法校正改进 Ｄ Ｖ— Ｈ ｏ ｐ 算法进行 比较 ， 表明 Ｑ Ｐ Ｓ Ｏ算法在优化 性能上优 于 Ｐ Ｓ Ｏ算法 ， 有效提 高了节点
定位精度 ， 证明该方 法的有效性 。 关键词 ： 量子行为粒子群优化 算法 ； 粒子群优化 算法 ； 定位 ； 无线传感器 网络 ； Ｄ Ｖ—Ｈ ｏ ｐ算 法
ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ＤＶ— Ｈｏ ｐ ． Ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｆ ｏ ｍ ｕ ｒ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ａ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ａ ｎ ｄ ｉ ｔ
（ ＷＳ Ｎ ｓ ） ， ｔ ｈ ｅ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ － ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｅ ｄ ｐ ａ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｗ ａ ｌ ｎ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ（ Ｑ Ｐ Ｓ Ｏ）ｗ ａ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｍ —
dvhop定位算法的实验心得
dvhop定位算法的实验心得
DV-HOP（Distance Vector Hop）算法是一种无线传感器网络的定位算法。
该算法的主要思想是通过测量节点之间的距离和信号强度，来推断节点的位置。
通过一系列的多跳通信，每个节点可以推断出自己相对于某个已知节点的距离和位置。
在进行实验时，我们首先需要部署一组无线传感器节点，这些节点之间可以通过无线信号进行通信。
我们利用这些节点来构建一个拓扑图，该拓扑图描述了节点之间的连接关系和信号强度情况。
在使用DV-HOP算法进行定位时，我们首先需要选定一些已知位置的节点作为锚点，这些锚点节点将用于定位其他节点。
接着，我们通过计算节点之间的距离和信号强度，来推算出每个非锚点节点的位置信息。
在实验过程中，我们可以通过比较算法计算的位置信息和实际位置信息之间的误差来评估算法的性能。
通常情况下，误差越小，算法的性能越好。
需要注意的是，DV-HOP算法的定位精度受到多种因素的影响，如节点密度、信号传播特性、信噪比等。
因此，在进行实验时，我们需要对这些因素进行充分的考虑，以保证算法的准确性和可靠性。
总体而言，DV-HOP算法是一种较为常用的无线传感器网络定位算法，具有较高的定位精度和稳定性。
在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的算法，并进行充分的实验验证，以提高定位精度和可靠性。
DV HOP 定位算法
无线传感网络DV—HOP节点定 位算法研究
姓名：王家宣 学号：1242152128 班级：12信管（1）班
目 录
1背景介绍
2 定位技术分类
3 DV-HOP定位算法
4 仿真模拟
5结束语
背景
定位技术的研究意义：
无线传感器网络与传统的有限传感器相比 , 有许多优势 , 具有较小的体积、消耗能量较少、自身的组织方式较简 单、无需专人值守 , 以及具备比较高的容错性等 , 不仅能 够减少网络部署的时间 , 降低部署成本 , 还能部署于传统 有限传感器无法应用的区域。
每个参考节点利用 其它参考节点的位置信息和相隔最小
跳数 来计算平均每跳距离，并将其作为一个校正值 广播至
网络中 。当接收到校正值后，节点根据跳数计算与参考节 点之间的距离。
HS2N (2d1 5d2 ) /(22 52 )
ˆ 3 HS N d 1 2
ˆ 2 HS N d 2 2
第2阶段：平均每跳距离
当获得每个参考节点的平均每跳距离后，需要将其广播至网 络中的其他节点(采用flooding算法)。 未知节点接收到的平均每跳距离有两种方法：方法 1 中未知 节点仅记录接收到的第 1 个平均每跳距离，并转发给邻居节 点；方法 2中未知节点记录其到每个参考节点的不同的平均 每跳距离。 方法 1 确保了绝大多数节点从最近的参考节点接收平均每跳 距离值，也就是说，在方法 1 中将从最近参考节点接收的平 均每跳距离作为整个网络的平均每跳距离。但由于网络中节 点分布的随机性，需要尽可能多地利用网络中的信息，采用 方法2将具有比采用方法1更优越的性能。
无线传感网络DV— HOP定位
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。
抵抗虫洞攻击的DV-HOP安全定位算法
关 键 词 中 图分 类 号 无 线传 感 器 网络 虫洞 攻 击 安 全 定 位 算 法 Ｔ Ｐ ３ ０ １ 文献标识码 Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ３ ８ ６ ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ５ ３
第３ ０卷 第 ５期
２ ０ １ ３年 ５月
计 算机 应用 与软件
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ
Ｖ０ １ ． ３ Ｏ Ｎｏ ． ５
Ｍａ ｖ ２ ０１ ３
抵抗 虫洞 攻 击 的 Ｄ Ｖ－ ＨＯＰ安 全 定 位 算 法
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆＩ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｗ ｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
杨 祥 陆超泽 王 伟
广西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４） （ 桂林理工大学信息科学与工程学院
（ 武汉理工大学信息工程学院 湖北 武汉 于 Ｄ Ｖ — Ｈ Ｏ Ｐ算法依靠距离矢量交换估算距离 ， 极其容 易受到虫洞攻击的影响。在 Ｄ ｖ — Ｈ Ｏ Ｐ定位算法 的基础上 ， 提 出一
DV-HOP定位算法
基于测距的定位算法
基于测距 的算法
基于信号传播时间的定位（TOA） 基于信号传播时间差定位（TDOA） 基于接收信号强度的定位（RSSI）
基于接收信号角度的定位 (AOA)
无需测距的定位算法
无需测距
质心定位算法 DV-HOP定位算法
APIT Amorphous 算法
集中式计算&分布式计算
根据在定位过程中是否把信息传送到某个后台中心或 服务器进行节点坐标的计算
未知节点与两个锚节点在一个平面上，分别以锚节点为 圆心，以它们到未知节点的距离为半径画圆。如果交与一点， 则为所求点坐标；若交与两点，则取两交点的中点为所求点 坐标。
二维或者三维空间都可以使用画圆法，这样可以减少不 可定位的节点以及定位误差。
主要内容
1 引言 2 定位技术分类
3 DV-HOP定位算法 4 性能指标
需要测量相邻节点间的 绝对距离或方位，并利 用节点间的实际距离来 计算未知节点的位置。
无需测距的定位
无需这些测量信息，而 是根据网络连通性等信 息，利用节点间的估计 距离计算节点位置。
特点比较
基于测距的定位
定位精度相对较高， 但对额外的硬件设施 要求也比较高
无需测距技术的定 位
成本低、功耗小、 抗测量噪声能力强、 硬件设备简单
未知节点计算距其他锚节点的跳数
在实际网络中大多数未知节点到任两锚节点的 路径会有部分重叠，因此用两锚节点间的偏离因子 更能体现未知节点距离其它锚节点跳数偏离程度。
DV-HOP算法的改进2-估计坐标的迭代求精
未知节点到各个参考节点的初步估计距离为d1d2……
（1）
（2）
对（2）式在估计坐 标（x0,y0）处进行泰 勒展开，并忽略高阶
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Min-Max算法
这些限制框的交集通过下式计算。当未知节点 3 可利用的锚节点多于3个时，将其转化为 Cn 组分别计 算并取其平均值。
主要内容
1 引言
2 定位技术分类 3 DV-HOP定位算法 4 性能指标
DV-HOP算法
DV-HOP定位算法具有方法简单， 定位精度较高的特点，它是利用距离 矢量路由和GPS定位的思想提出的一系 列分布式定位方法之一。
平均每跳距离
归一化处理得到权值
i
hi
h
k 1
M
Hs D i HsiD
i 1
M
k
通过这个加权过程，使得定位节点的平均每跳距离能 从多个信标节点的平均每跳距离中得到反映，使得定位节 点的平均每跳距离更接近于网络的实际平均每跳距离。
DV-HOP算法的3个阶段-最小均方误差准则
（1）
（2）
对（2）式在估计坐 标（x0,y0）处进行泰 勒展开，并忽略高阶 偏导数的影响，得到
（3）
DV-HOP算法的改进2-估计坐标的迭代求精
将(3)代入(1)中，求解方程组，可得到坐标修正 步长h,k。设定判断条件：
（4）
若上式成立，则停止计算，否则取步长为
，即
代入式（3）重新计算，直到满足式（4）的精度门 限要求，最后迭代结果即为所求节点坐标
DV-HOP算法的3个阶段
( xi , yi ), ( x j , y j ) ：为锚节点i与锚节点j的坐标
dij hj
：为锚节点i与锚节点j之间的实际距离 ：为锚节点i到锚节点j之间的跳数
HsiD HsiN ：以锚节点i为基准，计算出的平均每跳距离
M ：锚节点总个数
i
：锚节点i的平均每跳距离的权值
Min-max算法
Min-Max算法的基本思想是依据未知节点到各锚 节点的距离测量值及其坐标构造若干个限制框 (bounding-box)，即以锚节点为圆心，未知节点到 该锚节点的距离测量值为半径所构成圆的外接正方 形，正方行交叉区域的几何中心即为未知节点的估 计坐标。如下图所示，说明了有3个锚节点估计距离 时的工作原理，锚节点A（xi,yi)的限制框的4个顶点 的计算如下式所示： 为未知节点M到锚节点A的测量距离。
性能指标
(4) 定位能耗 因此我们在可以容忍的定位精度范围内，尽量的 减少电源能量损耗，需要减少电源能量在通信、计算 和存储方面的消耗。 (5) 覆盖率 我们将无线传感器网络中可实现定位的未知节 点与网络一开始投放的总的未知节点数的比值定义 为定位算法的覆盖率。我们研究自定位算法和系统 的目地是最大程度地实现未知节点的精确定位。
无需测距技术的定 位
基于测距的定位算法
基于信号传播时间的定位（TOA）
基于测距 的算法
基于信号传播时间差定位（TDOA）
基于接收信号强度的定位（RSSI） 基于接收信号角度的定位 (AOA)
无需测距的定位算法
质心定位算法
DV-HOP定位算法
无需测距
APIT Amorphous 算法
集中式计算&分布式计算
定义平均定位误差eerror为所有未知节点的估计值与实 际值的差值的平均值：
定义归一化平均定位误差为平均定位误差error与通信 半径R的比值：
性能指标
(2) 节点密度 一般来说，网络中节点密度越大，定位精度越高。 DV-Hop算法只能在节点分布比较密集的无线传感器网 络中才能合理地估算平均每跳距离，然后才能较准确 地估算出节点的位置。 (3) 锚节点密度 因为人工部署锚节点的方式受到网络所处自然环境 的限制；而搭载GPS模块的锚节点成本会比普通节点高 两个数量级。这些都限制了锚节点在整个网络中所占的 比例不能太大。
DV-HOP算法的3个阶段
第3阶段：当未知节点获得与3个或更多参考节点的
距离时，根据三边测量法或极大似然估计法来计算未 知节点的位置。
DV-HOP算法的改进1-跳数修正
分析：在通信范围内无论其相距多远，都将其跳数估计
为一跳，而每跳的距离不同，用跳数乘以平均跳距来计算 锚节点与未知节点的距离，必然偏离实际距离，造成节点 定位出现较大的误差。如图2中的锚节点L1与锚节点L2之 问的最短路径，其中每跳的长度都不同，只有最后一跳的 长度接近于实际值，即节点的通信半径。
根据在定位过程中是否把信息传送到某个后台中心或 服务器进行节点坐标的计算 把所需信息传送到某个 中心节点(例如，一台 服务器)，并在那里进 行节点定位计算的方式 指依赖节点间的信息 交换和协调，由节点 自行计算的定位方式。
集中式计算
分布式计算
定位的基本方法
三边测量法 三角测量法 极大似然估计法 Min-max算法
DV-HOP算法的改进1-跳数修正
定义1：两锚节点i与j之间的实际距离与所有节点的
通信半径R之比定义为理想跳数，用Hij表示，即：Hij =dij/R。
定义2：节点间实际跳数与理想跳数的相对误差定义
为偏离因子，用 ij 表示，即： ij (hopsij H ij ) / hopsij
三角测量法
已知A、B、C三个节点的坐标，节点D相 对于节点A、B、C的角度，确定节点D的 坐标； 转换为三边测量法。
极大似然估计法
已知1、2、3等n个节点的坐标，及它们到未 知节点D到距离，确定节点D的坐标； 最小均方差估计算法。
极大似然估计法
使用标准的最小二乘法可以得到未知节点的坐标为
定义3：假设锚节点i与j之间的实际跳数为 hopsij ，偏
离因子为 ij ， 定义跳数修正系数为
n wijLeabharlann 1 ij其中n取正整数，仿真结果表明，n为2时，定位效果 最佳。
DV-HOP算法的改进1-跳数修正
锚节点间的跳数：
未知节点计算距其最近锚节点的跳数
未知节点计算距其他锚节点的跳数
i j ij
w
n
/(n 1)
DV-HOP算法的改进1-跳数修正
未知节点计算距其他锚节点的跳数
在实际网络中大多数未知节点到任两锚节点的 路径会有部分重叠，因此用两锚节点间的偏离因子 更能体现未知节点距离其它锚节点跳数偏离程度。
DV-HOP算法的改进2-估计坐标的迭代求精
未知节点到各个参考节点的初步估计距离为d1d2……
画圆法
用三边测量法和极大似然估计法来计算待定位节点的坐
标需要三个或三个以上的锚节点位置信息。当未知节点通信 范围内的锚节点数为2或者通信范围内的任三个锚节点共线 时，可采用画圆法进行定位。 未知节点与两个锚节点在一个平面上，分别以锚节点为 圆心，以它们到未知节点的距离为半径画圆。如果交与一点， 则为所求点坐标；若交与两点，则取两交点的中点为所求点 坐标。
谢谢！
需要测量相邻节点间的 绝对距离或方位，并利 用节点间的实际距离来 计算未知节点的位置。
无需测距的定位
无需这些测量信息，而 是根据网络连通性等信 息，利用节点间的估计 距离计算节点位置。
特点比较
基于测距的定位
定位精度相对较高， 但对额外的硬件设施 要求也比较高 成本低、功耗小、 抗测量噪声能力强、 硬件设备简单
主要内容
1 引言
2 定位技术分类 3 DV-HOP定位算法 4 性能指标
定位技术的分类
根据定位过程中是否需要测量实际 节点间的距离，定位算法可分为基于测 距(Range-Based)的定位算法和无需测距 (Range-Free)的定位算法。
Range-Based & Range-Free
基于测距的定位
无线传感器网络的定位技术
主要内容
1 引言
2 定位技术分类 3 DV-HOP定位算法 4 性能指标
引言
无线传感器网络： 指一种在监测区域内随机部署的传感器节 点通过无线通信方式形成的多跳、自组织的分 布式网络。 定位技术的研究意义： 节点的感知数据必须与位置相结合，离开 位置信息，感知数据是没有意义的，如环境监 测、医疗、森林火灾监控等。
二维或者三维空间都可以使用画圆法，这样可以减少不 可定位的节点以及定位误差。
主要内容
1 引言
2 定位技术分类 3 DV-HOP定位算法 4 性能指标
性能指标
(1)定位精度 一般用误差值与节点无线通信半径的比值 来表示传感器节点的定位精度。定位精度只要 不大于 40％，就能够满足绝大多数应用的要求。
DV-HOP算法的改进1-跳数修正
未知节点计算距其最近锚节点的跳数
为距离未知节点最近的锚节点i与其它锚节 点偏离因子的平均值，该平均值充分利用了各个锚节点的跳 数信息，更能反映节点在整个网络的特性。由于未知节点p 距离锚节点i最近，所以它与锚节点i的网络特性更接近，因 此用锚节点i的平均偏离因子近似代替未知节点p与锚节点i之 间的跳数偏离因子，造成的跳数误差更小。
引言
当前对节点定位问题的研究一般都基于以下前提:
(1) 网络中有一定比例的节点位置己知或具有GPS定 位功能，这些位置已知的节点可作为定位参考点。 因为GPS模块价格昂贵、能量消耗大，而且受工作环 境的限制，所以网络中少数节点通过GPS定位。
(2)节点具有与邻近节点通信的能力。
(3)节点不具有自主移动能力。
指依赖节点间的信息 交换和协调，由节点 自行计算的定位方式。
DV-HOP算法的3个阶段
第1阶段：网络中的各参考节点通过典型的距离
矢量交换协议向邻居节点广播自身位置信息分组， 使得网络中的所有节点获得距参考节点的最小跳 数信息。 左图是一个由9个节点 组成的小型传感器网络。 L1 L2 L3 为三个参考节点 剩余的都为未知节点，对节 点A定位