在船舶制造环境中,无线信号容易受金属墙壁屏蔽和多路径效应影响,导致船舱内的无线传感器网络覆盖率下降,影响节点对环境信息的有效感知.为优化传感器节点部署以最大化网络覆盖率,本论文针对船舶制造环境中的无线传感器网络信号覆盖问题...在船舶制造环境中,无线信号容易受金属墙壁屏蔽和多路径效应影响,导致船舱内的无线传感器网络覆盖率下降,影响节点对环境信息的有效感知.为优化传感器节点部署以最大化网络覆盖率,本论文针对船舶制造环境中的无线传感器网络信号覆盖问题,提出一种基于虚拟力鲸鱼融合算法的优化方法.首先,建立了考虑金属墙壁障碍的物节点感知模型,以适应船舱环境的复杂性.其次,在鲸鱼群智能优化算法基础上,融合了虚拟力算法,并引入无限折叠迭代混沌映射(Iterative Map with Infinite Collapses,ICMIC)以提高种群多样性,增强算法的全局搜索能力和局部寻优能力,从而有效解决覆盖优化问题.仿真实验结果表明,本文所提算法在船舱复杂环境下能够显著提高最优覆盖率,且算法收敛速度优于对比算法.本文为解决复杂船舶环境中的无线传感器网络覆盖问题提供了一种创新性方法,为相关领域的研究和应用提供了参考.展开更多
针对无线传感器网络中基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)定位技术易受环境影响、定位精度较低的问题,提出一种将RSSI定位过程分为测距阶段与定位阶段的双阶段优化方法。测距阶段,改进卡尔曼滤波算法以RSS...针对无线传感器网络中基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)定位技术易受环境影响、定位精度较低的问题,提出一种将RSSI定位过程分为测距阶段与定位阶段的双阶段优化方法。测距阶段,改进卡尔曼滤波算法以RSSI信号均值作为初始状态估计,结合网格遍历搜索优化过程噪声协方差和测量噪声协方差参数,提升卡尔曼滤波算法的适应性和滤波效果,降低测距阶段的误差;定位阶段,使用多策略改进鲸鱼优化的节点位置估计算法求解未知节点位置,进一步提高定位精度。该算法通过K-means聚类初始化策略、精英反向学习策略和随机鲸鱼学习策略,提升原始鲸鱼优化算法的全局搜索能力和收敛速度,进一步提高定位精度。实验结果表明,该双阶段优化方法在定位误差控制方面优于传统的单阶段优化策略,具备更高的定位精度与更强的环境适应能力,并在与其他对比算法的性能比较中展现出明显优势。展开更多
通信定位一体化(integrated communication and localization,ICAL)因在信道资源利用、硬件设备集成方面的优势,高度适配资源受限的水声应用场景,近年来吸引了广泛的研究关注。本文首先针对核心关键技术,重点围绕正交频分复用体制,对一...通信定位一体化(integrated communication and localization,ICAL)因在信道资源利用、硬件设备集成方面的优势,高度适配资源受限的水声应用场景,近年来吸引了广泛的研究关注。本文首先针对核心关键技术,重点围绕正交频分复用体制,对一体化波形设计、信道建模、接收端信号处理问题进行了分析;随后面向便携式部署、水下无线传感器网络、水下航行器集群三个典型应用场景,对相关研究进展进行了回顾与梳理;最后围绕水声ICAL的现有不足与进一步推广,从信号设计、信道建模、应用场景和性能分析四个方面,对可能的技术挑战和潜在研究方向做出展望。展开更多
文摘在船舶制造环境中,无线信号容易受金属墙壁屏蔽和多路径效应影响,导致船舱内的无线传感器网络覆盖率下降,影响节点对环境信息的有效感知.为优化传感器节点部署以最大化网络覆盖率,本论文针对船舶制造环境中的无线传感器网络信号覆盖问题,提出一种基于虚拟力鲸鱼融合算法的优化方法.首先,建立了考虑金属墙壁障碍的物节点感知模型,以适应船舱环境的复杂性.其次,在鲸鱼群智能优化算法基础上,融合了虚拟力算法,并引入无限折叠迭代混沌映射(Iterative Map with Infinite Collapses,ICMIC)以提高种群多样性,增强算法的全局搜索能力和局部寻优能力,从而有效解决覆盖优化问题.仿真实验结果表明,本文所提算法在船舱复杂环境下能够显著提高最优覆盖率,且算法收敛速度优于对比算法.本文为解决复杂船舶环境中的无线传感器网络覆盖问题提供了一种创新性方法,为相关领域的研究和应用提供了参考.
文摘针对无线传感器网络中基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)定位技术易受环境影响、定位精度较低的问题,提出一种将RSSI定位过程分为测距阶段与定位阶段的双阶段优化方法。测距阶段,改进卡尔曼滤波算法以RSSI信号均值作为初始状态估计,结合网格遍历搜索优化过程噪声协方差和测量噪声协方差参数,提升卡尔曼滤波算法的适应性和滤波效果,降低测距阶段的误差;定位阶段,使用多策略改进鲸鱼优化的节点位置估计算法求解未知节点位置,进一步提高定位精度。该算法通过K-means聚类初始化策略、精英反向学习策略和随机鲸鱼学习策略,提升原始鲸鱼优化算法的全局搜索能力和收敛速度,进一步提高定位精度。实验结果表明,该双阶段优化方法在定位误差控制方面优于传统的单阶段优化策略,具备更高的定位精度与更强的环境适应能力,并在与其他对比算法的性能比较中展现出明显优势。
文摘通信定位一体化(integrated communication and localization,ICAL)因在信道资源利用、硬件设备集成方面的优势,高度适配资源受限的水声应用场景,近年来吸引了广泛的研究关注。本文首先针对核心关键技术,重点围绕正交频分复用体制,对一体化波形设计、信道建模、接收端信号处理问题进行了分析;随后面向便携式部署、水下无线传感器网络、水下航行器集群三个典型应用场景,对相关研究进展进行了回顾与梳理;最后围绕水声ICAL的现有不足与进一步推广,从信号设计、信道建模、应用场景和性能分析四个方面,对可能的技术挑战和潜在研究方向做出展望。
