2012年第02期，第45卷 通 信 技 术 Vol.45，No.02,2012 总第242期 Communications Technology No.242,Totally

基于RSSI修正的改进DV-Hop测距算法

方海涛， 雷 菁， 胡昆明②， 龚政辉①

（①国防科学技术大学 电子科学与工程学院，湖南 长沙 410073； ②空军装备研究院 通信导航与指挥自动化研究所，北京 100843）

①①

【摘 要】针对DV-Hop算法测距误差受节点分布不均匀影响较大的问题和RSSI算法受环境因素影响较大的问题，提出了一种基于RSSI修正的改进型DV-Hop测距算法。该算法在保持DV-Hop算法环境适应性强的优点的同时，有效降低了由于节点分布不均而引起的测距误差，从而提高了定位精度。仿真结果表明该修正算法在不同的锚节点数和不同的通信半径下，均能够有效降低测距误差；同时该算法的定位精度与原DV-Hop算法以及另外3种以DV-Hop为基础的改进型算法相比均得以提高。

【关键词】无线传感器网络； DV-Hop算法; 修正；定位

【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2012)02-0016-03

An Improved DV-Hop Algorithm based on RSSI Revising

FANG Hai-tao， LEI Jing， HU Kun-ming②， GONG Zheng-hui①

(①School of Electronic Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha Hunan 410073, China；②The Communication, Navigation and Command Automation Institute

of the Airforce Equipment Academy， Beijing 100843, China)

①①

【Abstract】Aiming at the problem that the distance measuring error of the DV-Hop algorithm is affected seriously by the nonuniform distribution of nodes and the RSSI algorithm fairly by environment factor, an improved DV-Hop algorithm based on RSSI revising is proposed, thus to decrease the distance measuring error caused by the nonuniform nodes while to increase the locating precision. This algorithm maintains strong applicability in various circumstances, and efficiently decreases the distance measuring error caused by nonuniform distribution of nodes, thus fairly improving the locating precision. Simulation results show that the distance measuring error can be obviously decreased by using the proposed algorithm for different numbers of nodes under multiple different communication radiuses. Meanwhile, the locating precision is correspondingly improved as compared with the original and other three improved DV-Hop algorithms.

【Key words】wireless sensor network; DV-Hop algorithm; revising; locating

布的,除了少数锚节点外,绝大多数节点的位置是未0 引言

知的。如何获取所有节点的位置信息是应用无线传在多数无线传感器网络（WSN，Wireless

感器网络前首先需要解决的问题[1]。DV-Hop算法是Sensor Networks）的应用中，传感器节点是随机分

WSN节点定位中的一种经典算法，其基本思想是将收稿日期：2011-11-01。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（批准号:61101098）。未知节点到锚节点之间的距离用平均每跳距离和两作者简介：方海涛（1982-），男，硕士研究生，主要研究方者之间跳数的乘积表示[2]。针对DV-Hop算法改进的

向为无线传感器网络；雷菁（1968-），女，教授，

研究有很多，如文献[3]是通过提高平均跳距的精度博士，主要研究方向为通信传输与编码技术；胡

来提升定位精度；文献[4]通过提高平均跳距计算精昆明（1980-），男，工程师，硕士，主要研究方

向为通信导航与指挥自动化；龚正辉（1988-），度和优化节点位置计算方程来提高定位精度；文献男，硕士研究生，主要研究方向为差错编码控制

[5-6]也在定位方程和计算方法方面进行了改进；文

和无线传感器网络协议。

献[7]引入优先级方法，提高测距误差小的锚节点的

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影响度，并使优先定位的未知节点参与其他未知节点的定位计算，由此降低定位误差；文献[8]采用了RSSI与DV-Hop结合的方法提高定位精度，但只是简单地使用RSSI测距值代替锚节点一跳范围内的节点距离，对于距锚节点一跳范围外的节点测距没有做修正。这些方法虽然在一定程度上提高了定位精度，然而都没有修正因网络节点分布不均所导致的误差。

1 DV-Hop算法及误差分析

DV-Hop算法通过获取未知节点到锚节点的最小跳数，用平均跳距与最小跳数的乘积来估算未知节点到锚节点的距离。平均跳距的获得是通过两已知锚节点的距离除以其间最小跳数而得到。这种计算平均跳距的方法虽然不受地形、地貌和天气等环境因素的影响，但它不能反映出由节点分布不均引起的实际跳距（指相邻节点间的实际距离）之间的差异，某些实际跳距与平均跳距往往相差甚远。因此，当节点分布不均时DV-Hop算法会引起较大的测距误差，进而影响定位精度。

如图1示，假设L1、L2和L3分别为锚节点，L1

到L2的距离为D12 30，L1到a的实际距离为17，L2到a的实际距离为13，L1与L2之间跳数为Hops12 5跳；L2到L3的距离为D23 18，其间跳数为Hops23 3跳。根据DV-Hop算法，得到平均跳再距为Hopsize (D12 D23)/(Hops12 Hops23) 6。由L1、L2到未知节点a的跳数分别为2跳和3跳，得

到未知节点a到锚节点L1、L2的距离分别为d1 12、d2 18。此距离与真实距离相差较大，这种误差是由于网络节点分布不均匀导致的，L1到未知节点a只有2跳，但节点分布稀疏，实际距离较大 …… 此处隐藏：5025字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……