6.多跳中继：无线传感网络所需要的能量有效,因此每个传感节点的发射功率 就会受到限制。这就决定了节点之间进行无线通信的距离必须是短距离,这样一 来由于距离的限制，很多节点都不能将自己的采集到的数据信息直接发送给 Sink  节点。节点采集到的信息必须以多跳中继的方式传递给 Sink 节点。

2.2 无线传感器网络的定位方法

在无线传感器网络系统中，节点在具体环境中的分布通常是随机的，以自适 应的方式来相互协调工作。在无线传感器网络定位技术里，根据节点是否知道自

身的位置特征，我们可以把节点分成两类：信标节点(beacon   node)和位置节点（unkown node）。未知节点无法预知自身的位置，在传感器网络中，在一般情况 下也无法进行手动定位，[17]由此传感器节点必须能在放置后进行自我定位或者是 相互定位。在当代社会中，GPS 技术是一种被广泛应用的定位方法，但考虑到成 本，功耗以及应用的环境，这项技术不是很适合传感器网络定位。在传感器网络 定位中，根据是否需要测量节点之间的距离，可以分成基于测距技术的定位文献综述

（range-based）和无须测距技术的定位（range-free）。基于测距技术的定位往往 需要一些具体的物理信息比如距离或者角度，在此基础上有 TOA（time of arrival） AOA（angle of arrival）、RSSI(received signal strength indicator)等定位方法。另一 方面，基于无须测距技术的定位是根据网络的连通性等来完成定位的，比如质心 定位方法，凸规划方法和 APIT 方法等。[2]

2.2.1 基于 TOA 的测距方法

TOA（time of arrival）是基于到达时间的测距技术，这项测距技术要已知信 号的传播速度，根据信号在未知节点和信标节点间传播的时间来计算节点之间的 距离，然后选择合适的算法计算出相应的节点的位置。我们所知的使用 TOA 方法 最典型的定位系统是 GPS 定位系统，但是 GPS 系统的要求很高，它需要昂贵的 的设备来支持，而且想达到与卫星的精确定位同步的效果需要较多的能量消耗。 基于 TOA 的定位精度比较高，但是要求各个节点之间能保持精确的时间同步， 对节点的硬件和功耗的要求都很高，因此基于 TOA 的测距技术不适合直接应用 到无线传感器网络之中。[3]

2.2.2 基于 AOA 的测距方法

AOA（angle of arrival）是基于到达角度的测距技术。在此测距机制中，接 受节点通过多个超声波接收机或是天线阵列感知发射点到达的方向，这样就能够 计算出未知节点和信标节点的相对方向和角度的信息，在此基础上通过三角测量 法来计算出未知节点的位置。与其他测距方法相比，AOA 测距方法不仅能提供 所需节点的坐标信息还能提供节点的方位信息。但与 TOA 测距技术一样，AOA 测距技术也易受到外界环境的干扰，而且 AOA 测距技术需要的硬件设备要求较 高，且对功耗的要求较高，所以不适合应用在大规模的传感器网络中。

2.2.3 基于 RSSI 的测距方法

RSSI(received signal strength indicator)测距技术，在通信过程中，根据接收 节点接收到的信号强度会随着距离的变化而变化，在一般情况下，接收节点与发 射节点的距离越远，rssi 值会越小,如图 2.2 所示[6]。根据这一特质，我们可以建 立适当的数学模型，通过适当的模拟，我们可以得到 rssi 值与距离之间的关系， 这样我们就能很容易的将接收到的信号强度转化成距离信息，并由此实现定位。 这张方法不需要额外的硬件花费，并且有常见的传感器通信协议的支持（比如 zigbee，蓝牙，WSN）。

图 2.2 RSSI 数学模型