در ابتدا کوتاهترین مسیر بین هر جفت حسگر در شبکه بدست می ­آید و از داشتن این تعداد پرش­ها می­توان فاصله­ی هر دو حسگر را تخمین زد.
بنابراین یک ماتریس ساخته می­ شود که کلیه آرایه­های آن متناظر مینیمم پرش یا مینیمم فاصله بین دو گره متناظر است.

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

الگوریتم MDS-MAP
این الگوریتم نیز یکی از الگوریتم­های مرکزگرا و ساده­ترین الگوریتم در میان الگوریتم­های MDS می­باشد [۱۱] . مفهوم طراحی این الگوریتم ساده است. فرض شود قرار است n نقطه در یک حجم قرار داده شود و هیچ اطلاعاتی راجع به این نقاط وجود ندارد، غیر از اینکه بین هر جفت این نقاط فاصله معلوم است.
این الگوریتم با بهره گرفتن از قانون کسینوس­ها و جبر خطی این نقاط را بر مبنای فاصله­های داده شده در این حجم قرار می­دهد.
این الگوریتم شامل چند مرحله است. درابتدا ماتریس فاصله­ها تشکیل می­ شود. سپس به فرم استاندارد برای استفاده از الگوریتم در می ­آید و در نهایت نتیجه این الگوریتم به صورت مختصات در می ­آید.
البته این الگوریتم برای RSSI مناسب عمل می­ کند. به طور کلی این الگوریتم در کاربردهایی که تعداد حسگرهای همسایه از یازده بیشتر باشند مناسب است.
این الگوریتم از اندازه ­گیری فاصله با گره­های مرجع خوب استفاده نمی­کند. بنابراین از نظر چگالی گره­های مرجع مناسبی نیست.
الگوریتم SDP
بسیاری از مکان­­یابی­ها براساس فاصله یا بر اساس ارتباط می­توانند به صورت یک مسئله­ بهینه­سازی عنوان شده و با بهره گرفتن از روش­های برنامه ­های خطی یا simidefine حل شوند [۱۲] .
Simidefine ها به طور کلی به شکل:

و مینیمم کردن CTX بر اساس محدودیت­های ماتریسی:
می­باشند.
که در آن X=[X1,X2,X3,…XK] معرف مکان گره­ها در دو بعد [x1,x2]=Xi می­باشد.
در این الگوریتم محدودیت­های جغرافیایی بر روی حسگرها به شکل نامعادله­های ماتریس­های خطی برروی حسگرها اعمال می­شوند.
متاسفانه تمام محدودیت­های جغرافیایی را نمی­ توان به صورت ماتریس­های خطی بدست آورد.
تنها محدودیت­های هندسی که به فرم محدب هستند را می­توان با این ماتریس­های خطی نمایش داد. مثلا زاویه سیگنال رسیده از حسگرها را می­توان به شکل مثلث­ها یا وجود یک رابطه رادیویی را به شکل دایره مدل کرد.
ویژگی واقعی این الگوریتم­ها ظرافت آن­هاست. به ازای مجموع محدوده­های هندسی داده شده، SDP نقاط تقاطع آن­ها را به سادگی می­یابد.
انواع روش­های فاصله­یابی
در سیستم­های مدرن مکان­ یابی همچنان از اطلاعات بدست آمده در رابطه با زمان رسیدن سیگنال­ها، اختلاف زمان رسیدن سیگنال­ها و زاویه رسیدن سیگنال­ها استفاده می­ شود. در ادامه به بررسی دقیق این روش­­­ها پرداخته می­ شود.
اگر یگ گیرنده بتواند سیگنال ارسالی یک فرستنده با مختصات معلوم را دریافت کند، از طریق استخراج پارامترهایی چون توان سیگنال دریافتی می ­تواند فاصله خود تا فرستنده را تخمین بزند.
به عبارت دیگر کلیه گیرنده­های روی محیط دایره­ با مرکز فرستنده توان تقریبا یکسان دریافت می­ کنند زیرا فاصله آن­ها تا فرستنده یکسان است.
در شرایط ایده­آل که تمام اندازه ­گیری­ها بدون خطا انجام می­ شود، با تقاطع سه دایره حاصل از سه اندازه ­گیری، مکان هدف دقیقا نقطه­ی تقاطع سه دایره می­ شود.
البته در مورد زمان رسیدن سیگنال به گیرنده­های هم­فاصله نیز می­توان به همین شکل در نظر گرفت.
به همین دلیل برای یافتن بدون ابهام مکان یک حسگر هدف، حداقل به سه حسگر با مختصات معین نیاز است.

شکل۳‑۱:استفاده از سه گره برای مکان­ یابی
مکا­ن­یابی بر اساس قدرت سیگنال:
بنابراین مثلا در روش اندازه ­گیری فاصله با بهره گرفتن از قدرت دریافتی سیگنال توان سیگنال دریافتی به شکل زیر محاسبه می­ شود:

مینیمم دقتی که می­توان از این روش انتظار داشت در شکل زیر نشان داده شده است [۱۳]. دقت شود، در شکل هر دو حالت اینکه دید مستقیم وجود دارد یا خیر نیز در نظر گرفته شده است.

شکل۳‑۲ : منحنی تغییرات دقت بر حسب فاصله در روش RSSI
همانطور که در شکل نیز مشخص است با افزایش فاصله مینیمم، دقت نیز بیشتر می­ شود یا به عبارتی دقت بدتر می­ شود.
مکان­ یابی بر اساس زاویه رسیدن سیگنال:
در مکان­ یابی با بهره گرفتن از زاویه رسیدن سیگنال رسیده همانطور که نشان داده شده است با بهره گرفتن از تاخیر­های متفاوتی که به هر آرایه آنتن می­رسد زاویه محاسبه می­ شود.

شکل۳-۳: رسیدن جبهه موج به آرایه­ای از آنتن­ها

همانگونه که در شکل زیر مشخص است می­توان با حداقل دو گره این روش را پیاده سازی نمود.

شکل۳‑۴: مکان­ یابی با بهره گرفتن از زاویه رسیدن سیگنال
باند پایین ­دقت برای استفاده از این روش به صورت زیر محاسبه می­ شود [۱۴] :
همانگونه که مشخص است باند پایین خطا[۴۲] به صورت معکوس با تعداد آرایه (N)، فرکانس(fc) ، سیگنال به نویز (SNR) وفاصله بین آرایه­ها (∆) متناسب است.
در شکل زیر منحنی تغییرات، مینیمم انحراف استاندارد این نوع اندازه ­گیری­ها نسبت به سیگنال به نویز به ازای مقادیر مختلف پهنای پالس نشان داده می­ شود. در این شکل که بر اساس تئوری رسم شده است فرض می­ شود چهار عدد آنتن آرایه­ای با توزیع یکنواخت با فاصله­ی ۵ سانتی­متر از یکدیگر قرار گرفته­اند. سیگنالینگ مورد استفاده فراپهن­باند می­باشد [۱۵] .

شکل۳‑۵: مینیمم انحراف استاندارد بر حسب نسبت سیگنال به نویز با بهره گرفتن از زمان رسیدن سیگنال با پهنای پالس متفاوت
مکان­ یابی بر اساس زمان رسیدن سیگنال:

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...