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定位技术的评价标准

gecimao 发表于 2019-06-30 18:49 | 查看: | 回复:

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  1) 定位精度。定位技术首要的评价指标就是定位精确度, 其又分为绝对精度和相对精度。绝对精度是测量的坐标与真实坐标的偏差, 一般用长度计量单位表示。相对误差一般用误差值与节点无线射程的比例表示, 定位误差越小定位精确度越高。

  2) 规模。不同的定位系统或算法也许可以在一栋楼房、一层建筑物或仅仅是一个房间内实现定位。

  另外, 给定一定数量的基础设施或一段时间, 一种技术可以定位多少目标也是一个重要的评价指标。

  3) 锚节点密度。锚节点定位通常依赖人工部署或使用GPS 实现。人工部署锚节点的方式不仅受网络部署环境的限制, 还严重制约了网络和应用的可扩展性。而使用GPS 定位, 锚节点的费用会比普通节点高两个数量级, 这意味着即使仅有10%的节点是锚节点, 整个网络的价格也将增加10 倍, 另外, 定位精度随锚节点密度的增加而提高的范围有限, 当到达一定程度后不会再提高。因此, 锚节点密度也是评价定位系统和算法性能的重要指标之一。

  4) 节点密度。节点密度通常以网络的平均连通度来表示, 许多定位算法的精度受节点密度的影响。

  在无线传感器网络中, 节点密度增大不仅意味着网络部署费用的增加, 而且会因为节点间的通信冲突问题带来有限带宽的阻塞。

  5) 容错性和自适应性。定位系统和算法都需要比较理想的无线通信环境和可靠的网络节点设备。

  而真实环境往往比较复杂, 且会出现节点失效或节点硬件受精度限制而造成距离或角度测量误差过大等问题, 此时, 物理地维护或替换节点或使用其他高精度的测量手段常常是困难或不可行的。因此, 定位系统和算法必须有很强的容错性和自适应性, 能够通过自动调整或重构纠正错误, 对无线传感器网络进行故障管理, 减小各种误差的影响。

  6) 功耗。功耗是对无线传感器网络的设计和实现影响最大的因素之一。由于传感器节点的电池能量有限, 因此在保证定位精确度的前提下, 与功耗密切相关的定位所需的计算量、通信开销、存储开销、时间复杂性是一组关键性指标。

  7) 代价。定位系统或算法的代价可从不同的方面来评价。时间代价包括一个系统的安装时间、配置时间、定位所需时间; 空间代价包括一个定位系统或算法所需的基础设施和网络节点的数量、硬件尺寸等; 资金代价则包括实现一种定位系统或算法的基础设施、节点设备的总费用。

  上述7 个性能指标不仅是评价无线传感器网络自身定位系统和算法的标准, 也是其设计和实现的优化目标。为了实现这些目标的优化, 有大量的研究工作需要完成。同时, 这些性能指标相互关联, 必须根据应用的具体需求做出权衡以设计合适的定位技术。

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