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本文研究了WMN网络中的节点定位技术,研究目标为设计低误差、高可用性的定位解决方案,同时为WMN网络中的路由节点(MeshRouter)和客户机节点(MeshClient)提供准确的定位服务。主要内容如下:
第一,设计了细化的部分距离感知距离测量算法(SPRA)。部分距离感知算法(PRA)按邻居节点信号强度大小关系,在通信范围内为节点映射距离值,这个方法没有利用节点接收到的信号强度值,测量误差很大。SPRA方法把邻居节点按照信号强度大小划分到不同的距离区间,在每个区间再根据信号强度大小关系映射距离,保持了PRA算法简单有效的特点,同时使测量的精度大大提高。
第二,设计了基于异步通信的定位算法ASPA。ASPA算法为WMN路由节点提供定位服务,不依赖于任何外部定位设备,为每一个路由节点提供相对位置信息。相对于Adhoc网络中同类算法,ASPA的最大贡献在于设计了异步的消息传递模式,定位算法的各个工作阶段可以异步工作,摆脱了对时间同步算法的需求。从而简化了算法的实现过程,大大提高了定位算法的可用性。
第三,设计了基于环形覆盖区域的定位算法ROL,为WMN客户机节点提供定位服务。ROL相对于以往依靠圆形交点的定位算法或者依靠圆形重叠区域的定位算法,更易于计算出有效的节点位置,而且由于环形确定了客户机节点与路由节点之间距离的上下限,从而大大提高了定位的准确性。
第四,本文结合上述理论研究的成果,设计了WMN网络中一体化的定位解决方案,确定了WMN网络节点定位系统的体系结构与通信模型;部分实现了定位系统,迈出了把研究工作转向实际应用的关键第一步。