基于MDS技術(shù)與MCL方法的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法

在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的定位中，必須要考慮實(shí)時(shí)性因素，圖4給出了在循環(huán)次數(shù)、樣本數(shù)不同時(shí)定位時(shí)間的變化。由仿真結(jié)果看出，當(dāng)循環(huán)次數(shù)為3和5時(shí)，算法的計(jì)算時(shí)間較短，且隨樣本數(shù)的增長(zhǎng)變化較為平緩，當(dāng)循環(huán)次數(shù)為10時(shí)，計(jì)算時(shí)間略長(zhǎng)，且隨樣本數(shù)變化的較為劇烈。
綜上所述，為了兼顧定位精度和計(jì)算時(shí)間兩方面的考慮，在參數(shù)的選擇中，可將樣本數(shù)選為50，循環(huán)次數(shù)選為5。
2 算法仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
在本文中，通過(guò)MATLAB7.0軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)部署在范圍為100×100網(wǎng)絡(luò)中，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置固定，均勻分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。節(jié)點(diǎn)的通信半徑設(shè)為20。在仿真試驗(yàn)中，通過(guò)改變部署的節(jié)點(diǎn)總數(shù)來(lái)改變節(jié)點(diǎn)連通度（平均每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)）。
本文中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位誤差定義如下

為了說(shuō)明MDS-MCL算法的性能，將其與MCL定位算法進(jìn)行比較。
圖5為移動(dòng)速度不同時(shí)，各連通度下兩種算法的定位誤差。

由圖中可以看到，MDS-MCL算法相對(duì)普通的MCL定位算法，具有更好的定位精度。且在各連通度下，節(jié)點(diǎn)的定位誤差基本穩(wěn)定，基本保持在10%左右，比MCL算法有了2%左右的提高。
圖6(a)和圖6(b)給出了在最大移動(dòng)速度為連通度為15時(shí)，MCL算法和MDS-MCL算法的定位效果圖。可以看出，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的定位算法對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡擬合更好。
在基于MCL方法的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合MDS-RC方法對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)仿真可以驗(yàn)證，即使在不需測(cè)距的情況下，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)也可以得到較好的定位效果。通過(guò)將MCL算法和MDS-MCL算法進(jìn)行比較，可以驗(yàn)證改進(jìn)算法的定位誤差大體均在15%以下，且相對(duì)前者有2%左右的降低。另外，通過(guò)對(duì)算法計(jì)算時(shí)間的考察，可以驗(yàn)證改進(jìn)算法的計(jì)算時(shí)間較短，可以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的要求。
參考文獻(xiàn)
[1] Liu Yongmin, Wu Shuci, Nian Xiaohong. The architecture and characteristics of wireless sensor network[A]. In: Proc. of the 2009 Computer Technology and Development (ICCTD’09) Conf. Vol.1[C]. Kota Kinabalu, 2009：561-565.
[2] Wu Zhengzhong, Liu Zilin, Liu Jun, et al. Wireless sensor networks for living environment monitoring[A]. In: Proc. of the 2009 Software Engineering(WCSE’09) Conf. Vol.3[C]. Xiamen, 2009：22-25.
[3] Hu Lingxuan, DAVID E. Localization for mobile sensor networks[C]. In: Proc. Of the 10th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking(MobiCom-2004), 2004：45-47.
[4] SHANG Y, RuML W, ZHANG Y. Localization from mere connectivity in sensor networks[C]. In：Proc. of the 4th ACM Int’l Symp on Mobile Ad Hoc networking ^computing, New York: ACM Press, 2003：201-212.
[5] Chen Bingjie, Huang Xiaoping, Wang Yan. A localization algorithm in wireless sensor networks based on MDS with RSSI Classified[C]. In: Proc of the 5th Hefei International Conference on Computer Science Education(ICCSE’10), 2010：1465-1469.