汪 明，許 亮，何小敏

(廣東工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，廣州 510006)(*通信作者電子郵箱celiangxu@gdut.edu.cn)

0 引言

目標(biāo)定位與追蹤是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要需求。傳統(tǒng)定位技術(shù)有全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)WiFi(Wireless Fidelity)、藍(lán)牙等，這些技術(shù)都需要附屬設(shè)備實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位且成本較高、不易部署，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有隨機(jī)部署、成本低等優(yōu)點(diǎn)。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位與追蹤是當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)重要應(yīng)用方向，而高精度和快速定位是節(jié)點(diǎn)自定位追求的目標(biāo)，因此研究精度高和速度快的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法是關(guān)鍵[1-3]。

現(xiàn)存的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法主要有兩類：基于距離的定位算法和距離無關(guān)的定位算法。距離無關(guān)定位算法主要有：質(zhì)心算法、距離向量-跳段(Distance Vector-Hop, DV-Hop)算法、無定形(Amorphous)定位算法、近似三角形內(nèi)點(diǎn)測(cè)試法(Approximate Point-In-Triangulation Test, APIT)算法[4]，這類算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但定位精度低，無法滿足高精度定位應(yīng)用需求[5]。基于距離的定位算法能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位，但是對(duì)節(jié)點(diǎn)硬件要求較高，這類算法主要有到達(dá)時(shí)間(Time Of Arrival, TOA)、到達(dá)時(shí)間差(Time Difference Of Arrival, TDOA)、到達(dá)角度(Angle Of Arrival, AOA)、接收信號(hào)強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indicator, RSSI)，前三者都要求增加額外硬件設(shè)備，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)成本要求較高[6]。由于節(jié)點(diǎn)本身具有無線發(fā)射模塊，無需增加額外硬件，因此基于RSSI測(cè)距的定位算法得到廣泛研究[7]；但RSSI測(cè)距受環(huán)境障礙物和多徑效應(yīng)影響較大，從而影響定位精度。如何減小環(huán)境因素對(duì)RSSI測(cè)距的影響，成為現(xiàn)代學(xué)者研究的重點(diǎn)[8]。文獻(xiàn)[9]提出一種混合預(yù)處理模型處理得到的RSSI值，提高了RSSI測(cè)距精度和抗干擾能力，但受環(huán)境影響較大，無法實(shí)現(xiàn)精確定位。文獻(xiàn)[10-11]認(rèn)為較大的RSSI值估算出的距離精度越高，因而提出一種加權(quán)質(zhì)心定位算法，一定程度上提高了節(jié)點(diǎn)定位精度；但節(jié)點(diǎn)一致性不是很好，無法實(shí)現(xiàn)精確定位。文獻(xiàn)[12-13]根據(jù)節(jié)點(diǎn)測(cè)量功率和平面幾何約束關(guān)系，提出一種動(dòng)態(tài)獲取區(qū)域路徑損耗指數(shù)的方法，可有效提高信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成距離的精度；但該方法要求功率測(cè)量時(shí)無噪聲，實(shí)際環(huán)境中很難實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)[14]提出一種將接收信號(hào)強(qiáng)度與行人航位推算系統(tǒng)(Pedestrian Dead Reckoning, PDR)相結(jié)合的室內(nèi)定位算法，該算法可有效減小非視距情況下障礙物對(duì)定位精度的影響；但引進(jìn)慣性裝置，使得節(jié)點(diǎn)硬件成本較高，不適合大規(guī)模部署。文獻(xiàn)[15]提出一種針對(duì)定位各階段實(shí)施定位誤差抑制的基于接收信號(hào)強(qiáng)度的協(xié)作定位算法，該算法在一定程度上提高了節(jié)點(diǎn)定位精度；但忽略了未知節(jié)點(diǎn)間的信息，造成了大量冗余信息的浪費(fèi)。文獻(xiàn)[16]提出一種基于RSSI概率估計(jì)函數(shù)的網(wǎng)格定位算法，該算法提高了節(jié)點(diǎn)定位精度，適合局部定位；但穩(wěn)定性較差，具有較大的偶然性。文獻(xiàn)[17]根據(jù)節(jié)點(diǎn)隸屬度建立骨干網(wǎng)，采用兩跳距離估計(jì)，結(jié)合協(xié)作技術(shù)，充分利用未知節(jié)點(diǎn)間的冗余信息，該算法定位精度高；但算法復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)快速定位要求。文獻(xiàn)[18-19]在不知道節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率的情況下，采用一種改進(jìn)半定規(guī)劃的基于RSSI的協(xié)作定位算法，有效提高了節(jié)點(diǎn)定位精度；但算法計(jì)算復(fù)雜，對(duì)節(jié)點(diǎn)硬件要求高，不適合大規(guī)模部署。上述文獻(xiàn)基于RSSI測(cè)距定位算法，主要有以下不足：一是只利用未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)間的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定位，而忽略未知節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)間接收信號(hào)強(qiáng)度信息，對(duì)未知節(jié)點(diǎn)間冗余信息利用不足，造成信息浪費(fèi)；二是不加篩選利用未知節(jié)點(diǎn)間接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI，增加了算法時(shí)間復(fù)雜度。

針對(duì)目前定位算法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)間接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI利用不足及盲目利用的問題，本文提出了一種精度優(yōu)選協(xié)作策略的RSSI協(xié)作定位算法，利用未知節(jié)點(diǎn)間接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI參與節(jié)點(diǎn)位置修正，根據(jù)定位精度篩選參與協(xié)作的未知節(jié)點(diǎn)，有效提高了節(jié)點(diǎn)定位精度和算法效率。與已有定位算法相比，主要有以下改進(jìn)；

1)根據(jù)RSSI閾值，從大量未知節(jié)點(diǎn)中粗篩選出定位精度相對(duì)較高節(jié)點(diǎn)；利用subset子集判斷方法和錨節(jié)點(diǎn)置換準(zhǔn)則，進(jìn)一步挑選出兩級(jí)精度協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)，為下一步協(xié)作求精準(zhǔn)備條件。

2)以鄰居骨干節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作對(duì)象，利用未知節(jié)點(diǎn)間的接收信號(hào)強(qiáng)度對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作求精，避免因參與協(xié)作的未知節(jié)點(diǎn)因自身精度低而無法達(dá)到對(duì)定位精度修正的效果，提高了節(jié)點(diǎn)定位精度，減小了算法復(fù)雜度。

1 動(dòng)態(tài)信號(hào)傳播模型和測(cè)距誤差修正函數(shù)

研究分析RSSI信號(hào)傳播模型可以知道，路徑損耗指數(shù)λ是信號(hào)強(qiáng)度RSSI轉(zhuǎn)換為距離的重要參數(shù)。利用定位區(qū)域內(nèi)錨節(jié)點(diǎn)已知的位置信息和相互間的通信，結(jié)合信號(hào)傳播模型，可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取路徑損耗指數(shù)，建立動(dòng)態(tài)信號(hào)傳播模型，減小環(huán)境對(duì)測(cè)距的影響。根據(jù)定位區(qū)域內(nèi)錨節(jié)點(diǎn)間已知的實(shí)際距離和由信號(hào)傳播模型得到的測(cè)量距離，建立測(cè)距誤差修正函數(shù)，可以進(jìn)一步提高測(cè)距精度。根據(jù)動(dòng)態(tài)信號(hào)傳播模型和測(cè)距誤差修正函數(shù)，在測(cè)距階段對(duì)測(cè)量距離進(jìn)行預(yù)處理，可以有效提高定位階段的定位精度。

1.1 對(duì)數(shù)信號(hào)傳播模型

基于信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI的定位中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)接收到的射頻信號(hào)強(qiáng)度，采用適當(dāng)?shù)臒o線信號(hào)傳輸模型，將其轉(zhuǎn)換為距離，最后再利用三邊測(cè)量法計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的位置。實(shí)踐表明，射頻信號(hào)在傳播時(shí)隨著距離逐漸衰減的，其衰減特性服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，常用對(duì)數(shù)常態(tài)分布模型，作為信號(hào)強(qiáng)度和傳播距離的轉(zhuǎn)換關(guān)系，其表達(dá)式如下：

P(d)=P(d0)-10λlg (d/d0)+Xσ

(1)

其中：P(d)表示距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)距離為d處的接收信號(hào)功率，單位為dBm;P(d0)表示距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)d0處的接收信號(hào)功率，單位為dBm；d0為參考距離，一般取為1 m；λ為路徑損耗指數(shù)，其值受環(huán)境的影響，一般在2～4；Xσ代表環(huán)境噪聲，信號(hào)傳輸過程中易受環(huán)境噪聲影響，如信號(hào)串?dāng)_，式中取Xσ為零均值的高斯噪聲模擬環(huán)境噪聲。接收節(jié)點(diǎn)可根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度，利用式(1)計(jì)算出與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間的距離。

1.2 建立動(dòng)態(tài)信號(hào)傳播模型

路徑損耗指數(shù)λ表示信號(hào)強(qiáng)度RSSI隨距離增加衰減的速率，是測(cè)距估計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，其值取決于特定的傳播環(huán)境。準(zhǔn)確獲取路徑損耗指數(shù)的值，可以有效減小測(cè)距誤差。傳統(tǒng)方法都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取λ值，無法得到適應(yīng)相應(yīng)環(huán)境的λ值，導(dǎo)致計(jì)算距離與實(shí)際距離存在較大誤差，而且一旦應(yīng)用環(huán)境發(fā)生改變，就要重新調(diào)整λ值，使應(yīng)用不夠靈活。本文結(jié)合位置信息已知的錨節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)獲取路徑損耗指數(shù)。未知節(jié)點(diǎn)周期性地探測(cè)其鄰居錨節(jié)點(diǎn)，選擇其中接收信號(hào)強(qiáng)度最大的3個(gè)鄰居錨節(jié)點(diǎn)，根據(jù)錨節(jié)點(diǎn)相互間的接收信號(hào)強(qiáng)度，結(jié)合信號(hào)傳播模型即可實(shí)時(shí)獲取未知節(jié)點(diǎn)所在定位區(qū)域的路徑損耗指數(shù)。

假設(shè)A、B、C為未知節(jié)點(diǎn)N的3個(gè)鄰居錨節(jié)點(diǎn)，A與B、C兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)間的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI分別為P(dB)、P(dC)，代入式(1)可得：

(2)

P(dB)-P(dC)=10λlg (dAB/dAC)

(3)

錨節(jié)點(diǎn)A、B、C位置已知，dAB、dAC的實(shí)際距離可以計(jì)算出來，根據(jù)式(3)即可求出路徑損耗指數(shù)λ的值。將此時(shí)所求得的路徑損耗指數(shù)λ代入信號(hào)傳播模型，根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)N與錨節(jié)點(diǎn)A、B、C間的接收信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)間的距離，可以有效減小環(huán)境對(duì)測(cè)距誤差的影響。

1.3 測(cè)距誤差預(yù)修正函數(shù)

為進(jìn)一步減小環(huán)境對(duì)測(cè)距誤差的影響，減小測(cè)距誤差，由定位區(qū)域內(nèi)錨節(jié)點(diǎn)間的實(shí)際距離和錨節(jié)點(diǎn)間利用信號(hào)傳播模型得到的測(cè)量距離，根據(jù)誤差變化的整體趨勢(shì)，利用最小二乘法擬合出一條誤差隨距離變化的測(cè)距誤差曲線，最后利用測(cè)距誤差曲線對(duì)未知節(jié)點(diǎn)得到的測(cè)量距離進(jìn)行修正。設(shè)實(shí)際距離與測(cè)量距離之間滿足誤差函數(shù)，其表達(dá)式如下：

s′=β1si+β0

(4)

其中si表示測(cè)量距離。

平方損失函數(shù)：

(5)

其中：si表示兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)間測(cè)量距離；Δsi表示錨節(jié)點(diǎn)間實(shí)際距離與測(cè)量距離之差；n表示定位區(qū)域內(nèi)通信錨節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。使用最小二乘法，求得使平方損失函數(shù)最小時(shí)的系數(shù)β0、β1，得到測(cè)距誤差修正函數(shù)，根據(jù)式(6)修正未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間測(cè)量距離：

(6)

根據(jù)定位區(qū)域內(nèi)錨節(jié)點(diǎn)的信息，建立具體環(huán)境下的RSSI信號(hào)傳播模型和測(cè)距誤差函數(shù)，對(duì)測(cè)量距離進(jìn)行預(yù)處理，可以有效提高后續(xù)節(jié)點(diǎn)定位精度。

2 精度優(yōu)選策略的RSSI協(xié)作定位算法

傳統(tǒng)定位算法主要關(guān)注未知節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)間的信息，并將其轉(zhuǎn)換成距離進(jìn)行定位。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，未知節(jié)點(diǎn)不僅可以與錨節(jié)點(diǎn)通信，未知節(jié)點(diǎn)之間也可以相互通信，這樣就會(huì)存在大量冗余信息。在協(xié)作定位中，未知節(jié)點(diǎn)間信息被用來對(duì)定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行誤差矯正。對(duì)于一個(gè)已定位未知節(jié)點(diǎn)，可根據(jù)與其鄰居未知節(jié)點(diǎn)間的信息對(duì)自身位置進(jìn)行矯正，提高節(jié)點(diǎn)定位精度。由協(xié)作定位原理可知，因?yàn)樾枰粗?jié)點(diǎn)參與協(xié)作求精，在迭代求精的過程中可能會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，因此必須保證協(xié)作節(jié)點(diǎn)的精度足夠高，這樣就可以將協(xié)作過程中的累計(jì)誤差降低到最低，同時(shí)參與協(xié)作的未知節(jié)點(diǎn)精度越高，對(duì)鄰居未知節(jié)點(diǎn)誤差修正效果越好?；诖耍疚奶岢鲆环N基于精度優(yōu)選的協(xié)作策略。對(duì)粗定位節(jié)點(diǎn)，利用RSSI閾值、subset子集和錨節(jié)點(diǎn)置換準(zhǔn)則篩選出符合精度要求的節(jié)點(diǎn)，并以篩選出的節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作對(duì)象，對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置優(yōu)化求精。以篩選出鄰居協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作對(duì)象，對(duì)未知節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行協(xié)作求精，提高節(jié)點(diǎn)定位精度，同時(shí)也避免因參與協(xié)作未知節(jié)點(diǎn)因?yàn)樽陨砭鹊投鵁o法達(dá)到對(duì)定位精度修正的效果，提高了協(xié)作效率。

算法流程如圖1所示。1)RSSI粗定位。根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)距離，最后使用極大似然法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行粗定位。2)篩選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)。根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度與測(cè)距誤差關(guān)系，設(shè)置RSSI閾值，快速?gòu)拇罅课粗?jié)點(diǎn)中挑選出定位精度較高的節(jié)點(diǎn)；對(duì)挑選出的節(jié)點(diǎn)使用subset子集判定，剔除受環(huán)境影響而不穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)，得到次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)；最后利用錨節(jié)點(diǎn)置換原則，篩選出符合精度要求的節(jié)點(diǎn)作為優(yōu)選骨干節(jié)點(diǎn)。3)協(xié)作求精。以鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為優(yōu)選協(xié)作對(duì)象，在鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)不足的情況下，再選擇鄰居次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作對(duì)象，對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置誤差修正。

圖1 精度優(yōu)選協(xié)作定位算法流程

2.1 RSSI粗定位

在定位區(qū)域內(nèi)，當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)鄰居錨節(jié)點(diǎn)數(shù)大于或等于3個(gè)時(shí)，根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)間的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI，利用信號(hào)傳播模型和測(cè)距誤差修正函數(shù)計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)間距離，最后使用極大似然法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位。對(duì)鄰居錨節(jié)點(diǎn)數(shù)小于3個(gè)的未知節(jié)點(diǎn)，先以一級(jí)鄰居骨干節(jié)點(diǎn)作為補(bǔ)充錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位；若錨節(jié)點(diǎn)數(shù)仍低于3個(gè)，則再以二級(jí)鄰居骨干節(jié)點(diǎn)作為進(jìn)一步的補(bǔ)充錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，可有效擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)定位范圍。具體算法如下。

算法1 RSSI粗定位算法。

Input：錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(xanchor,yanchor)，未知節(jié)點(diǎn)i∈1,2,…,n。

Output：未知節(jié)點(diǎn)估計(jì)坐標(biāo)(xN,yN)。

Method:

for alli← 1:ndo

j→ 鄰居錨節(jié)點(diǎn)

ifj≥3 then

(xN,yN) ← ML(Max Likehood Estimation)

else

b1 ← 鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

j←j+b1

ifj≥3 then

(xN,yN) ← ML

else then

b2 → 鄰居次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

j←j+b2

(xN,yN) ← ML

end if

end if

end for

2.2 篩選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

參與協(xié)作的節(jié)點(diǎn)精度直接影響著誤差修正效率，本文根據(jù)RSSI閾值、subset子集判斷方法以及錨節(jié)點(diǎn)置換原則，有效篩選出RSSI粗定位精度較高的節(jié)點(diǎn)。首先，使用RSSI閾值，可快速?gòu)拇罅康奈粗?jié)點(diǎn)中的篩選出精度相對(duì)較高的節(jié)點(diǎn)，減少計(jì)算時(shí)間。subset子集判斷方法和錨節(jié)點(diǎn)置換原則由于要再次進(jìn)行定位運(yùn)算，計(jì)算復(fù)雜，因此，在使用RSSI閾值篩選出的節(jié)點(diǎn)中，使用subset子集判斷方法和錨節(jié)點(diǎn)置換原則，不僅可以剔除受環(huán)境影響的節(jié)點(diǎn)，篩選出精度高的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也能極大減少計(jì)算時(shí)間，節(jié)省能量。最后以篩選出的節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作節(jié)點(diǎn)參與位置誤差修正。

2.2.1 確定RSSI閾值

RSSI值受多徑效應(yīng)影響較大，同一條件下，RSSI值越大，測(cè)距誤差越小，節(jié)點(diǎn)定位精度越高。通過實(shí)驗(yàn)確定不同環(huán)境下的RSSI閾值，再根據(jù)RSSI閾值可以快速?gòu)拇罅课粗?jié)點(diǎn)中篩選出粗定位精度較高的未知節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)傳播模型各變量取值如下：參考距離d0為1 m；在參考距離處節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度P(d0)為-40 dBm；Xσ為零均值、方差為2的正態(tài)分布。在仿真環(huán)境下，得到的測(cè)距誤差與接收信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系如表1所示。

表1 測(cè)距誤差與信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系

由表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，外部條件一定情況下，在路徑損耗指數(shù)相同時(shí)，不同節(jié)點(diǎn)間距對(duì)應(yīng)的測(cè)距誤差相差很大；在相同節(jié)點(diǎn)間距時(shí)，不同路徑損耗指數(shù)對(duì)應(yīng)的測(cè)距誤差也存在較大差別。為提高節(jié)點(diǎn)定位精度，應(yīng)盡量減小測(cè)距誤差。根據(jù)表1，取測(cè)距誤差參考值為1.5 m，初步篩選出定位精度較高的節(jié)點(diǎn)。由測(cè)距誤差得到RSSI閾值如下：當(dāng)路徑損耗指數(shù)λ在[2,2.5)時(shí)，取RSSI閾值為RSSIthres=-65 dBm；當(dāng)路徑損耗指數(shù)λ在[2.5,3)時(shí)，取RSSI閾值為RSSIthres=-80 dBm；當(dāng)路徑損耗指數(shù)λ在[3,3.5)時(shí)，取RSSI閾值為RSSIthres=-90 dBm；當(dāng)路徑損耗指數(shù)λ在[3.5,4)時(shí)，取RSSI閾值為RSSIthres=-100 dBm。

2.2.2 RSSI閾值篩選節(jié)點(diǎn)

由信號(hào)傳播模型可知，接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI隨著節(jié)點(diǎn)間收發(fā)距離的增大而減小。接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI值越大，根據(jù)信號(hào)傳播模型計(jì)算得到的測(cè)量值與真實(shí)值越接近；RSSI值越小，測(cè)量值與真實(shí)值誤差越大。根據(jù)表1得到的RSSI閾值當(dāng)來自錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度平均值RSSIav>RSSIthres時(shí)，表明此時(shí)節(jié)點(diǎn)的測(cè)距較精確，定位精度較高。

未知節(jié)點(diǎn)N在同一位置接收來自n1個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的RSSI值，使用高斯模型對(duì)RSSI值進(jìn)行處理，減少小概率、大干擾事件的影響。最后，對(duì)來自不同錨節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI求均值：

(7)

其中，n1為鄰居錨節(jié)點(diǎn)數(shù)；RSSIi為與第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)間的接收信號(hào)強(qiáng)度。結(jié)合路徑損耗指數(shù)判斷其與RSSI閾值的關(guān)系，如果

RSSIav≥RSSIthres

(8)

表示此節(jié)點(diǎn)粗定位精度相對(duì)較高?？梢?，利用RSSI閾值，可以快速?gòu)拇罅课粗?jié)點(diǎn)中初步篩選出定位精度相對(duì)較高的節(jié)點(diǎn)。

2.2.3 用subset子集提取次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

RSSI閾值受環(huán)境影響較大，具有不穩(wěn)定性。為進(jìn)一步消除環(huán)境的影響，本文提出一種subset子集判定的方法。由表1可知，在相同條件下，RSSI值越大，節(jié)點(diǎn)測(cè)距誤差越小，定位精度也相應(yīng)更高。使用極大似然法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)定位，其實(shí)是一個(gè)迭代使用三邊測(cè)量法縮小定位區(qū)域的過程，未知節(jié)點(diǎn)最終位置實(shí)際上是由測(cè)距誤差最小的幾個(gè)錨節(jié)點(diǎn)決定的。在未知節(jié)點(diǎn)鄰居參考節(jié)點(diǎn)中取4個(gè)具有最大RSSI值的錨節(jié)點(diǎn)，取4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)中的任3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)為一組，使用三邊測(cè)量法定位，可以得到未知節(jié)點(diǎn)的4個(gè)估計(jì)位置。相應(yīng)地，這4個(gè)估計(jì)位置相互間的誤差應(yīng)該是未知節(jié)點(diǎn)所有鄰居錨節(jié)點(diǎn)的組合中使用三邊測(cè)量法時(shí)最小的。正常情況下，未知節(jié)點(diǎn)在同一位置的這4個(gè)估計(jì)位置應(yīng)該是很接近的，如果4個(gè)估計(jì)位置相互間的誤差較大，超過某一閾值k,則表示該節(jié)點(diǎn)受環(huán)境影響較大，位置估計(jì)不穩(wěn)定?；诖耍x取未知節(jié)點(diǎn)4個(gè)具有最大RSSI值的鄰居錨節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)subset(4,3)子集，subset(4,3)表示在接收信號(hào)強(qiáng)度最大4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)中任意3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)為一組的一個(gè)集合。對(duì)每組subset(4,3)中來自3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的RSSI值使用三邊測(cè)量法進(jìn)行定位，最終可以得到未知節(jié)點(diǎn)的4個(gè)位置估計(jì)值，取4個(gè)位置相互間誤差最小值：

E=min{dis(ck1,ck2),?k1∈1,2,3,4,

k2∈1,2,3,4 andk1≠k2}

(9)

其中：k1，k2為subset子集序號(hào)；ck1為第k1個(gè)subset子集得到的位置估計(jì)；dis(ck1,ck2)為第k1個(gè)subset子集位置估計(jì)和第k2個(gè)subset子集位置估計(jì)之間的誤差距離。當(dāng)位置誤差滿足：

E≤θ

(10)

則表明節(jié)點(diǎn)估計(jì)位置穩(wěn)定，受環(huán)境干擾小，精度較高。實(shí)驗(yàn)中，θ取0.5，將滿足條件式(10)的節(jié)點(diǎn)作為次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)。

RSSI閾值篩選節(jié)點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，但是易受環(huán)境影響，使得RSSI閾值具有不穩(wěn)定性。使用subset(4,3)子集判定條件，可以從RSSI閾值篩選出的節(jié)點(diǎn)中進(jìn)一步剔除受環(huán)境影響較大的節(jié)點(diǎn)，確保篩選出節(jié)點(diǎn)的高精度和穩(wěn)定性。

2.2.4 用錨節(jié)點(diǎn)置換原則篩選優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

因?yàn)閰⑴c協(xié)作的節(jié)點(diǎn)精度越高，對(duì)未知節(jié)點(diǎn)誤差修正效果越明顯，可有效提高協(xié)作效率。為了滿足協(xié)作節(jié)點(diǎn)的高精度要求，還需采取一定的措施對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行再提取，使篩選出的節(jié)點(diǎn)精度盡可能高。這里提出一種錨節(jié)點(diǎn)置換原則，對(duì)上面篩選的優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)進(jìn)行再處理：設(shè)未知節(jié)點(diǎn)N的估計(jì)坐標(biāo)為(xN,yN)，參與定位的3個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)分別為A(xA,yA)、B(xB,yB)、C(xC,yC)?，F(xiàn)在將未知節(jié)點(diǎn)N看成位置已知的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，坐標(biāo)為(xN,yN)，稱為轉(zhuǎn)化信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)A、B、C中任選一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這里選擇信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B，將其看成未知節(jié)點(diǎn)。最后利用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)A、C和未知節(jié)點(diǎn)N對(duì)B采用三邊測(cè)量法進(jìn)行定位，估計(jì)坐標(biāo)為B′(xB′,yB′)，最后與B的實(shí)際位置進(jìn)行比較，計(jì)算估計(jì)誤差：

(11)

最終的誤差由確定δ。δ越小，表明節(jié)點(diǎn)定位誤差越小,實(shí)驗(yàn)中取δ=0.2 m。如果信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的估計(jì)誤差滿足式(11)，可以認(rèn)為未知節(jié)點(diǎn)N的精度滿足要求，因此將未知節(jié)點(diǎn)N作為協(xié)作節(jié)點(diǎn)。根據(jù)錨節(jié)點(diǎn)置換原則，將篩選出的所有符合條件的未知節(jié)點(diǎn)作為優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)。

2.3 協(xié)作求精

2.3.1 協(xié)作縮小定位區(qū)域

未知節(jié)點(diǎn)在RSSI定位階段，由于信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量存在誤差，轉(zhuǎn)化為距離使用三邊測(cè)量法進(jìn)行定位時(shí)，得到的只是一個(gè)區(qū)域，最后將這個(gè)區(qū)域的質(zhì)心作為未知節(jié)點(diǎn)估計(jì)位置，使未知節(jié)點(diǎn)的定位精度較低。利用未知節(jié)點(diǎn)間相互通信的協(xié)作信息，可以進(jìn)一步縮小使用三邊測(cè)量法得到的定位區(qū)域，有效提高未知節(jié)點(diǎn)定位精度。

圖2所示為協(xié)作縮小定位區(qū)域圖。O1未知節(jié)點(diǎn)B使用三邊測(cè)量法的定位區(qū)域，根據(jù)節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B間的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI，利用信號(hào)傳播模型可以得到節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B間的測(cè)量距離為d12，以節(jié)點(diǎn)A為圓心，d12為半徑作圓與節(jié)點(diǎn)B定位區(qū)域O1相交得到區(qū)域O1′，可將節(jié)點(diǎn)B的位置區(qū)域縮小到O1′里，這樣對(duì)節(jié)點(diǎn)B的位置估計(jì)就會(huì)更加精確。

圖2 協(xié)作縮小定位區(qū)域原理

2.3.2 精度優(yōu)選協(xié)作節(jié)點(diǎn)的協(xié)作策略

根據(jù)協(xié)作縮小定位區(qū)域原理可知，協(xié)作時(shí)要根據(jù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)的位置對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行誤差修正，協(xié)作節(jié)點(diǎn)本身存在誤差，但在協(xié)作時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差。正是因?yàn)閰f(xié)作求精時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，所以前面才會(huì)采用subset子集判斷方法和錨節(jié)點(diǎn)置換準(zhǔn)則以確保篩選出的協(xié)作節(jié)點(diǎn)精度足夠高，這樣協(xié)作節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作時(shí)，就可以將協(xié)作求精時(shí)的累計(jì)誤差降到最低，同時(shí)也能提高協(xié)作效率?；诖?，本文提出一種基于精度優(yōu)選協(xié)作節(jié)點(diǎn)的協(xié)作策略，在每次協(xié)作中，分為骨干節(jié)點(diǎn)和普通未知節(jié)點(diǎn)的協(xié)作求精。骨干節(jié)點(diǎn)協(xié)作求精：對(duì)每個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)，以鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為優(yōu)選協(xié)作對(duì)象，如果沒有鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)，則以鄰居次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為次選協(xié)作對(duì)象，使用協(xié)作算法對(duì)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行協(xié)作求精。普通未知節(jié)點(diǎn)協(xié)作求精：未知節(jié)點(diǎn)同樣以鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為優(yōu)選協(xié)作對(duì)象，以鄰居次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)作為次選協(xié)作對(duì)象，使用協(xié)作算法對(duì)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行協(xié)作求精。最后，直到協(xié)作前后節(jié)點(diǎn)位置無變化則停止。這樣，既可以提高節(jié)點(diǎn)定位精度，同時(shí)也減少了計(jì)算時(shí)間。協(xié)作策略的具體步驟如算法2所示。

算法2 精度優(yōu)選協(xié)作節(jié)點(diǎn)的協(xié)作算法。

Input:低精度未知節(jié)點(diǎn)i粗定位坐標(biāo)(xN,yN)，骨干節(jié)點(diǎn)j粗定位坐標(biāo)(xbackbone,ybackbone)。

m→ 骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)

for allj← 1:mdo

p→ 鄰居優(yōu)選骨干節(jié)點(diǎn)

ifp>0 then

以p為協(xié)作對(duì)象

(xbackbone′,ybackbone′) ← 協(xié)作求精

else

p′ → 鄰居次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

以p′為協(xié)作對(duì)象

(xbackbone′,ybackbone′) ← 協(xié)作求精

end if

X←xbackbone-xbackbone′

Y←ybackbone-ybackbone′

end for

m1← 低精度未知節(jié)點(diǎn)數(shù)

for alli← 1:m1do

l← 鄰居優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

ifl>0 then

以l為協(xié)作對(duì)象

(xN,yN) ← 協(xié)作求精

else

l′ ← 鄰居次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)

以l′為協(xié)作對(duì)象

(xN,yN) ← 協(xié)作求精

end if

X′ ←xN-xN′

Y′ ←yN-yN′

end for

ifX′=0 andY′=0 andX=0 andY=0 then

stop

Output:未知節(jié)點(diǎn)協(xié)作求精坐標(biāo)(xN′,yN′)、(xbackbone′,ybackbone′)。

整個(gè)協(xié)作過程中，都是盡量選擇精度高節(jié)點(diǎn)作為協(xié)作對(duì)象，以協(xié)作節(jié)點(diǎn)精度決定協(xié)作次序，提高協(xié)作效率，避免因參與協(xié)作未知節(jié)點(diǎn)因?yàn)樽陨砭鹊投鵁o法達(dá)到對(duì)定位精度修正效果，減少計(jì)算時(shí)間。

2.4 精度優(yōu)選RSSI協(xié)作定位算法時(shí)間復(fù)雜度分析

正文內(nèi)容這里采用大O記法O()來體現(xiàn)本文算法中各部分的時(shí)間復(fù)雜度，O1～O3分別表示RSSI粗定位、篩選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)和協(xié)作算法的時(shí)間復(fù)雜度。

1)RSSI粗定位算法。

設(shè)初始未知節(jié)點(diǎn)總數(shù)為P，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三邊定位判斷，時(shí)間復(fù)雜度為：

T1=O1(P)

(12)

2)篩選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)。

最壞的情況是每個(gè)未知節(jié)點(diǎn)都滿足RSSI閾值判斷和錨節(jié)點(diǎn)置換原則，因此要進(jìn)行P次運(yùn)算，則時(shí)間復(fù)雜度為：

T2=O2(P)

(13)

3)協(xié)作定位。

設(shè)優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)為M，次選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)為N，迭代次數(shù)為Q，則骨干節(jié)點(diǎn)協(xié)作求精的時(shí)間復(fù)雜度為：

T3′=O3′((M+N)×Q)

(14)

未知節(jié)點(diǎn)協(xié)作求精時(shí)間復(fù)雜度為：

T3″=O3″((P-M-N)×Q)

(15)

總的時(shí)間復(fù)雜度為：

T3=O3(P×Q)

(16)

RSSI粗定位和篩選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，為后期協(xié)作求精作準(zhǔn)備，算法代價(jià)不高。最后的協(xié)作求精階段，基于一種精度優(yōu)選協(xié)作策略，前面的節(jié)點(diǎn)篩選減少了該階段的計(jì)算時(shí)間，整體算法時(shí)間復(fù)雜度相對(duì)較低。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為驗(yàn)證所提出定位算法效果，本文在CPU Intel Core i5- 4590@ 3.30 GHz、內(nèi)存4 GB、Matlab R2015a仿真平臺(tái)下，對(duì)所提算法定位效果進(jìn)行模擬仿真。

實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置定位區(qū)域?yàn)?00 m×100 m正方形區(qū)域，節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在該區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)目、參考節(jié)點(diǎn)數(shù)和通信半徑等參數(shù)根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)要求來設(shè)置。設(shè)第i個(gè)未知節(jié)點(diǎn)實(shí)際位置坐標(biāo)為(xi,yi)，估計(jì)位置坐標(biāo)為(xei,yei)，節(jié)點(diǎn)定位誤差Ei定義如下：

(17)

其中：i=1，2，…，N，代表未知節(jié)點(diǎn)序號(hào)；R代表通信半徑。節(jié)點(diǎn)平均定位誤差定義如下：

(18)

節(jié)點(diǎn)平均定位誤差越小，表明算法定位精度越高。

實(shí)驗(yàn)中，將本文算法分別與文獻(xiàn)[15]、文獻(xiàn)[16]和傳統(tǒng)協(xié)作定位算法定位效果進(jìn)行對(duì)比分析。其中，文獻(xiàn)[15]是一種改進(jìn)的針對(duì)各階段實(shí)施定位誤差抑制的基于RSSI定位算法；文獻(xiàn)[16]是一種改進(jìn)的基于RSSI概率估計(jì)函數(shù)的網(wǎng)格定位算法。文獻(xiàn)[15-16]相較于傳統(tǒng)的RSSI協(xié)作定位算法，定位精度都有較大的提升。傳統(tǒng)協(xié)作定位算法，即對(duì)鄰居未知節(jié)點(diǎn)信息不加篩選盲目利用的協(xié)作定位算法。本文通過分析錨節(jié)點(diǎn)數(shù)、未知節(jié)點(diǎn)數(shù)以及節(jié)點(diǎn)通信半徑對(duì)定位精度影響，分別將本文算法與文獻(xiàn)[15-16]兩種改進(jìn)的RSSI定位算法進(jìn)行對(duì)比。在時(shí)間效率上將本文算法和傳統(tǒng)協(xié)作定位算法進(jìn)行了對(duì)比。

3.1 協(xié)作節(jié)點(diǎn)篩選

圖3為在100 m×100 m的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)最大通信半徑為20 m時(shí)，優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)分布。圖3(a)為未知節(jié)點(diǎn)數(shù)為50，錨節(jié)點(diǎn)數(shù)為25時(shí)，得到優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)分布圖；圖3(b)為未知節(jié)點(diǎn)數(shù)為100，錨節(jié)點(diǎn)數(shù)為25時(shí)，得到的優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)分布。

由圖3可知，在其他條件相同的情況下，優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)隨著未知節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加而增加。

3.2 錨節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)定位精度的影響

圖4為在100 m×100 m的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)最大通信半徑為20，未知節(jié)點(diǎn)數(shù)為100，錨節(jié)點(diǎn)數(shù)為10，15，20，25，30，35，40時(shí)本文算法和文獻(xiàn)[15-16]改進(jìn)RSSI定位算法對(duì)比曲線。

由圖4可知，在外部條件相同的情況下，本文算法明顯優(yōu)于文獻(xiàn)[15-16]算法。在錨節(jié)點(diǎn)數(shù)較小時(shí)，節(jié)點(diǎn)平均定位精度較文獻(xiàn)[15-16]算法也有所提高，但定位精度仍較低；隨著錨節(jié)點(diǎn)數(shù)增加，節(jié)點(diǎn)平均定位精度也不斷提高；當(dāng)錨節(jié)點(diǎn)數(shù)增加到35以后，節(jié)點(diǎn)平均定位精度變化緩慢趨于穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)表明，本文算法具有很好的魯棒性和穩(wěn)定性。

圖3 優(yōu)選協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)分布

圖4 錨節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)定位精度影響

3.3 未知節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)定位精度影響

圖5為在100 m×100 m的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)最大通信半徑為20，未知節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為20，50，100時(shí)，使用本文算法得到的節(jié)點(diǎn)平均定位誤差對(duì)比曲線。

圖5 未知節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)定位精度影響

從圖5可知，未知節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，節(jié)點(diǎn)定位精度越高。未知節(jié)點(diǎn)的密度影響著協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，因?yàn)槲粗?jié)點(diǎn)數(shù)越多，協(xié)作骨干節(jié)點(diǎn)也越多，協(xié)作后節(jié)點(diǎn)定位精度相應(yīng)越高。由此可見，本文算法在節(jié)點(diǎn)密集部署環(huán)境下能取得較好的效果。

3.4 通信半徑對(duì)定位精度影響

圖6為100 m×100 m網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，未知節(jié)點(diǎn)總數(shù)為100個(gè)，錨節(jié)點(diǎn)數(shù)為20，節(jié)點(diǎn)通信半徑分別設(shè)置為10，15，20，25，30，35，40時(shí)，本文算法與文獻(xiàn)[15]、文獻(xiàn)[16]兩種改進(jìn)RSSI算法平均定位誤差隨節(jié)點(diǎn)通信半徑變化對(duì)比。

圖6 通信半徑對(duì)定位精度影響

由圖6可知，隨著通信半徑的增大，本文算法節(jié)點(diǎn)平均定位精度逐漸提高。在外部條件相同的情況下，本文算法明顯由于文獻(xiàn)[15]算法、文獻(xiàn)[16]算法。在通信半徑較小的情況下，本文算法節(jié)點(diǎn)平均定位精度相較于文獻(xiàn)[15]算法、文獻(xiàn)[16]算法有所提高，但效果不明顯；當(dāng)節(jié)點(diǎn)通信半徑大于20 m時(shí)，本文算法能夠取得較好的效果，節(jié)點(diǎn)平均定位精度較文獻(xiàn)[15]算法、文獻(xiàn)[16]算法有較大提升?？梢?，本文算法在大范圍網(wǎng)絡(luò)能取得較好的效果。

3.5 協(xié)作次數(shù)對(duì)定位精度的影響

在100 m×100 m的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域里，設(shè)置節(jié)點(diǎn)最大通信半徑為20，錨節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為20，未知節(jié)點(diǎn)數(shù)為100，圖7是本文算法、傳統(tǒng)協(xié)作定位算法和文獻(xiàn)[15]改進(jìn)RSSI定位算法平均定位誤差與協(xié)作次數(shù)的關(guān)系。

圖7 協(xié)作次數(shù)對(duì)定位精度影響

從圖7中節(jié)點(diǎn)平均定位誤差與協(xié)作次數(shù)關(guān)系曲線可知：本文算法和傳統(tǒng)協(xié)作定位算法，節(jié)點(diǎn)定位精度隨著協(xié)作次數(shù)的增加而不斷提高；在相同的協(xié)作次數(shù)下，本文協(xié)作定位算法節(jié)點(diǎn)定位精度明顯高于傳統(tǒng)協(xié)作定位算法。因?yàn)楸疚凰惴▽?shí)行的精度優(yōu)選協(xié)作節(jié)點(diǎn)的策略，避免了因參與協(xié)作的未知節(jié)點(diǎn)因?yàn)樽陨砭鹊投鵁o法對(duì)定位精度修正，提高了協(xié)作效率，因此在相同時(shí)間內(nèi)，本文算法要比傳統(tǒng)協(xié)作算法取得更高的定位精度。

3.6 節(jié)點(diǎn)定位時(shí)間

圖8是在100 m×100 m網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)最大通信半徑為20 m時(shí)，錨節(jié)點(diǎn)數(shù)為20時(shí)，本文算法和傳統(tǒng)協(xié)作算法定位時(shí)間隨未知節(jié)點(diǎn)數(shù)變化對(duì)比。

圖8 節(jié)點(diǎn)定位時(shí)間對(duì)比

由圖8可知，節(jié)點(diǎn)定位消耗的平均時(shí)間隨著未知節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加而增大。在外部條件相同，未知節(jié)點(diǎn)一定的情況下，本文算法節(jié)點(diǎn)平均定位時(shí)間比傳統(tǒng)協(xié)作定位算法下降了20%，在定位效率上取得極大提升。

4 結(jié)語(yǔ)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)重要前提，考慮到傳統(tǒng)算法定位精度不足、時(shí)間復(fù)雜度高等不足，本文提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)RSSI協(xié)作定位算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在外部條件相同的情況下，相較于傳統(tǒng)算法，本文算法在定位精度上提高了15%，在時(shí)間效率提高了20%，在定位精度和時(shí)間效率上都有大幅提升，適合節(jié)點(diǎn)在大規(guī)模密集環(huán)境下實(shí)現(xiàn)快速精確定位。本文算法主要適用于大規(guī)模密集部署的網(wǎng)絡(luò)，下一步將考慮如何實(shí)現(xiàn)在稀疏網(wǎng)絡(luò)中的高精度快速定位，已進(jìn)一步減小其在實(shí)際應(yīng)用中的成本。