بهبود مکان یابی هدف با روش حداقل مربعات خطی و استفاده از توان سیگنال دریافتی در حالت عدم قطعیت ضریب اتلاف توان

شبکه های حسگری بی سیم شامل مجموعه ای از گره های حسگر هستند که از طریق امواج رادیویی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. در بسیاری از کاربردها دریافت اطلاعات حسگرها برای تعیین موقعیت مکانی منبع هدف حائز اهمیت است. الگوریتم های مختلفی بر اساس ویژگی های سیگنال دریافتی برای مکان یابی هدف توسعه یافته اند. در این مقاله، یک الگوریتم مکان یابی مبتنی بر توان سیگنال دریافتی با مدل نرمال لگاریتمی پیشنهاد شده است. در این مدل، ضریب اتلاف توان به عنوان یک متغیر تصادفی با توزیع یکنواخت در نظر گرفته می شود. به منظور افزایش دقت مکان یابی، یک تابع هزینه تعریف شده و از روش تندترین شیب برای مینیمم کردن خطا استفاده می شود. این الگوریتم در سناریوهای مختلف با چهار، هشت و دوازده آنتن شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی با دقت بالایی موقعیت منبع را تخمین می زند و درعین حال پیچیدگی محاسباتی کمی دارد. همچنین، افزایش تعداد آنتن ها موجب بهبود دقت مکان یابی می شود. به عنوان گزارشی کمی از بهبود حاصل از به کارگیری روش پیشنهادی، نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که در شرایط استفاده از ۸ حسگر و نسبت سیگنال به نویز برابر با ۱۰ دسی بل، مقدار خطای ریشه میانگین مربعات به میزان ۵۰ درصد نسبت به نزدیک ترین روش مقایسه شده، یعنی روش برنامه ریزی نیمه معین، کاهش یافته است. همچنین با افزایش تعداد حسگرها از ۸ به ۱۲ (با همان نسبت سیگنال به نویز)، مقدار خطای ریشه میانگین مربعات از ۰٫۲۵ متر به ۰٫۲۰ متر کاهش یافته که نشان دهنده بهبودی حدود ۲۰ درصد در دقت تخمین مکان می باشد.

کلیدواژه ها:

wireless sensor network ، localization ، linear least squares ، maximum likelihood estimator ، شبکه حسگری بیسیم ، مکان یابی ، ضریب اتلاف توان ، کمینه مربعات خطی ، تخمین گر بیشینه درستنمایی