12450

12450

جايگذاري حسگر ها و مكان يابي با استفاده از فاكتورگراف

كارشناسي ارشد

برق - مخابرات سيستم

خرداد ماه 1388

خرداد ماه 1388

دكتر سيد علي اصغر بهشتي شيرازي

چكيده مكان يابي فرستنده ها از جايگاه ويژهاي در مخابرات بيسيم برخوردار است؛ از همين رو دقت در تخمين مكان آنها مهم و حياتي ميباشد. براي بالا بردن دقت مكانيابي در يك ناحيهي مشخص ميتوان از روشهاي زير استفاده نمود. 1- تعيين محلهاي مناسب براي جايگذاري حسگرها به منظور تخمين بهينه مكان 2- استفاده از الگوريتمهاي مناسب تخمين مكان 3- بالا بردن دقت حسگرها در اندازهگيري پارامترهاي ورودي مورد نياز مكانيابي. در اين پروژه به بررسي دو روش اول پرداخته و ابتدا روشي ارائه شدهاست كه با استفاده از آن ، حسگرها در محلهايي قرار ميگيرند تا خطاي مكانيابي كمينه شود. در قسمت دوم با استفاده از الگوريتم گوس-نيوتن و روش فاكتورگراف به حل مسئله مكانيابي با زاويه ورود و اختلاف زمان ورود سيگنال پرداخته و در ادامه روشي ارائه ميشود كه هم از دقت بالاي الگوريتم گوس-نيوتن و هم از همگرايي قوي فاكتورگراف استفاده نمايد. در بحث جايگذاري حسگرها به منظور مكانيابي بهتر در يك ناحيهي مشخص، از كمينهسازي بيشترين خطاي ناحيه استفاده شده و براي تعيين خطا در هر نقطه از تقريب كران خطا استفاده شدهاست. براي كمينه نمودن معيار فوق از دو الگوريتم ژنتيك و جستجوي الگو استفاده شده و با اندكي تغيير در روش جستجوي الگو ، همگرايي سريع حاصل شده و مشكلات گرفتار شدن در كمينهي محلي نيز مرتفع شدهاست. يكي از استانداردهاي شبكههاي مكانيابي تعيين خطاي حداكثر ناحيه ميباشد كه با جايگذاري حسگرها به صورت بهينه، حداقل 5 درصد نسبت به جايگذاري متقارن، ميتوان كيفيت مكانيابي را بهتر نمود. در قسمت الگوريتم تخمين، روشي ارائه شدهاست كه به موجب آن ابتدا با استفاده از روش فاكتورگراف نقطهي هدف را تعيين نموده و در ادامه به كمك الگوريتم گوس-نيوتن با دوره تكرار 2 ، دقت مكان يابي را بالا برده و در اين شرايط ميتوان مطمئن بود كه نتيجه تخمين هرگز واگرا نخواهد شد. در قسمت اول پروژه نتايج به دست آمده نشان ميدهد كه خطاي مكانيابي در كل ناحيهي مورد بحث، حداقل 5 درصد بهبود نسبت به جايگذاريهاي متقارن و منظم داشته و در بعضي حالات اين بهبود تا 20 درصد حاصل ميشود. در قسمت دوم با تركيب روشهاي گوس-نيوتن و فاكتورگراف 2 تا 20 درصد بهبود مكانيابي كل ناحيه در مقايسه با روش گوس-نيوتن حاصل ميشود. واژه هاي كليدي: جايگذاري حسگرها، مكانيابي، الگوريتم گوس نيوتن، فاكتور گراف ، .TDOA