基于AOA的无线传感器网络节点定位算法.pdfVIP

98 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2010年 第29卷 第 l期 基于 AOA的无线传感器 网络节点定位算法 诸燕平 ，黄大庆 ，李 勃 (1．南京航空航天大学 信息科学与技术学院，江苏 南京 210016 2．南京航空航天大学 无人机研究院，江苏 南京210016) 摘 要：在无线传感器网络节点SDP定位算法基础上 ，提出了一种改进的基于信号到达角 (AOA)信息的 无线传感器网络节点自身定位算法。本算法在所有节点的坐标轴方向都是未知的假定下，将AOA测量值 用于计算信号到达差分角信息，将所有节点之间的角度关系表述为凸规划约束条件，从而将定位问题转化 为一个凸集优化问题。在理想情况下，将定位问题转化为一个线性规划问题。实际情况中，考虑到测量误 差，通过引入辅助变量 ，将定位问题转化为一个二次规划 问题。仿真结果表明：改进算法与原算法相 比，对 AOA测量误差在 10。以下时，定位精度提高约为5％-20％。 关键词：线性规划；二次规划 ；无线传感器网络；到达角 中图分类号：TP393 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2010)01-0098-04 Nodelocalization algorithm basedonAoA forW SNs ZHU Yanping ，HUANG Da．qing ，LIBo。 (1．CollegeofInformationScienceTechnology，NanjingUniversityofAeronauticsand Astronautics，Nanjing210016，China；2．ResearchInstituteofUnmannedAircraft， NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) Abstract：BasedontheresearchofSDP locationalgorithm ，an improvedlocalizationalgorithm basedonangleof arrival(AOA)informationfornodelocationinwirelesssensornetworks(WSNs)isproposed．Allthesensornodes’ axisorientationsare assumed tobeunknown．Allthe AOA measurementdata areemployed to calculate the differenceangleinformationofsignalarriva1．Alltheanglerelationshipsarefomr ulatedasconvexconstraintsand thelocationproblemsarethentransformedasconvexoptimizationones．Asalltheanglemeasurementsareaccurate enough，the localizationproblem can betransformedasalinearprogramming(LP)problem．Otherwise，by introducingsomeauxiliaryvariables，itcanbeexpressedasaquadraticprogramming(QP)problem．Simulation resultsdemonstratethattheimprovedalgorithm improveprecisionabout5％一20％ betterthanSDP algorithm in locationwhenAOA measuremente