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無線傳感器定位方法的性能評價標準

發(fā)布時間:2015-12-31  發(fā)布者:利坤電子

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位性能的評價標準主要分為7種,下面分別進行介紹。
  1)定位精度。定位技術(shù)   要的評價指標就是定位   度,其又分為   精度和相對精度。   精度是測量的坐標與真實坐標的偏差,一般用長度計量單位表示。相對誤差一般用誤差值與節(jié)點無線射程的比例表示,定位誤差越小定位   度越高。
  2)規(guī)模。不同的定位系統(tǒng)或算法也許可以在一棟樓房、一層建筑物或僅僅是一個房間內(nèi)實現(xiàn)定位。另外,給定   數(shù)量的基礎(chǔ)設(shè)施或一段時間,一種技術(shù)可以定位多少目標也是一個重要的評價指標。
  3)錨節(jié)點密度。錨節(jié)點定位通常依賴人工部署或使用GPS實現(xiàn)。人工部署錨節(jié)點的方式不僅受網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境的限制,還嚴重制約了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的可擴展性。而使用GPS定位,錨節(jié)點的費用會比普通節(jié)點高兩個數(shù)量級,這意味著即使10%的節(jié)點是錨節(jié)點,整個網(wǎng)絡(luò)的價格也將增加10倍,另外,定位精度隨錨節(jié)點密度的增加而提高的范圍有限,當?shù)竭_   程度后不會再提高。因此,錨節(jié)點密度也是評價定位系統(tǒng)和算法性能的重要指標之一。
  4)節(jié)點密度。節(jié)點密度通常以網(wǎng)絡(luò)的平均連通度來表示,許多定位算法的精度受節(jié)點密度的影響。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點密度增大不僅意味著網(wǎng)絡(luò)部署費用的增加,而且會因為節(jié)點間的通信沖突問題帶來有限帶寬的阻塞。
  5)容錯性和自適應(yīng)性。定位系統(tǒng)和算法都需要比較理想的無線通信環(huán)境和的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備。而真實環(huán)境往往比較復(fù)雜,且會出現(xiàn)節(jié)點失效或節(jié)點硬件受精度限制而造成距離或角度測量誤差過大等問題,此時,物理地維護或替換節(jié)點或使用其他的測量手段常常是困難或不可行的。因此,定位系統(tǒng)和算法   有的容錯性和自適應(yīng)性,能夠通過自動調(diào)整或重構(gòu)糾正錯誤,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行故障管理,減小各種誤差的影響。
  6)功耗。功耗是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和實現(xiàn)影響   大的因素之一。由于傳感器節(jié)點的電池能量有限,因此在定位   度的前提下,與功耗密切相關(guān)的定位所需的計算量、通信開銷、存儲開銷、時間復(fù)雜性是一組關(guān)鍵性指標。
  7)代價。定位系統(tǒng)或算法的代價可從不同的方面來評價。時間代價包括一個系統(tǒng)的安裝時間、配置時間、定位所需時間;空間代價包括一個定位系統(tǒng)或算法所需的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)量、硬件尺寸等;資金代價則包括實現(xiàn)一種定位系統(tǒng)或算法的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)點設(shè)備的總費用。
  上述7個性能指標不僅是評價無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)和算法的標準,也是其設(shè)計和實現(xiàn)的優(yōu)化目標。為了實現(xiàn)這些目標的優(yōu)化,有大量的研究工作需要完成。同時,這些性能指標相互關(guān)聯(lián),   根據(jù)應(yīng)用的具體需求做出權(quán)衡以設(shè)計合適的定位技術(shù)。

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