بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های حسگر فراپهن باند مکان یاب
فرمت فایل دانلودی: .docxفرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 128
بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های حسگر فراپهن باند مکان یاب
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 128 صفحه
چکیده
سیستم های مکان یاب به سیستم هایی گفته می شود که بتوانند مکان یک جسم را در یک فضا تشخیص دهند. اینگونه سیستم ها معمولا با استفاده از ارتباطات رادیویی، فاصله دو جسم را تشخیص داده و بعد از چندین اندازه گیری از گره های مختلف، مکان جسم را در منطقه مشخص می کند. از مهمترین سیستم های جهانی مکان یاب می توان به سیستم های مکان یاب جهانی و سیستم های مکان یاب نظامی روسیه ، سیستم مکان یاب شهروندی اروپا اشاره نمود. با توجه به نیاز مکان یاب ها با دقت بالا و همچنین مکان یابی درون فضاهای بسته استفاده از این سیستم ها را کم اهمیت کرده و سیستم هایی با سیگنال های دقیق تر دارای اهمیت بیشتری گشته اند. از جمله این سیستم ها استفاده از سیگنال های فراپهن باند است که دارای پالس های بسیار باریک و پهنای باند وسیع بوده و می توانند تفکیک پذیری زمانی خوبی داشته باشند. از اینرو این سیستم ها به عنوان پیشنهادی مناسب برای مکان یاب های دقیق فضاهای بسته مطرح می شوند. کلیه سیستم های مکان یاب دارای گره های مرجع بوده که هر کدام فاصله مشخصی تا جسم گیرنده دارند و از اندازه گیری این فاصله ها می توان مکان گره ها را پیدا کرد. از مهمترین عوامل اثبات شده در دقت سیستم های مکان یاب محل قرارگیری گره های مرجع می باشد. در دهه های اخیر اهمیت این موضوع بررسی شده و راهکار-های مناسبی برای آن پیشنهاد شده است.
در برخی کاربردها می توان خصوصیات رفتاری هدف را نیز مد نظر قرار داد. مثلا اینکه موقعیت هدف در اکثر زمان ها در چه محدوده ای از فضا باشد، در کاهش تعداد حسگر موثر است.
اگر بتوان تابع توزیع احتمال هدف در مختصات (x,y) را معلوم فرض کرد بنابراین می توان از این تابع استفاده کرده و جایگذاری را به شکلی انجام داد که متوسط خطا مقدار دلخواه باشد. برای رسیدن به تابع توزیع هدف می توان از فرض ارگادیک بودن فرآیند مکان هدف در زمان استفاده کرد و به نوعی به توزیع احتمالی آن نسبت داد. بنابراین با مطالعه بر روی تحقیقات انجام شده و استخراج معیار ها برای مقایسه و دقت فاصله یابی مناسب با استفاده از سیگنال های فراپهن باند امید است با کاهش تعداد گره های مرجع و استفاده از خصوصیات رفتاری هدف در شبکه بتوان به دقت مناسب رسید. اینگونه گره ها باید دارای مکان مشخصی باشند تا بتوانند مکان گره هدف را تخمین بزنند. در این متن با فرض اینکه گره های مرجع در هر نقطه که قرار گیرند دارای مکان معلومی باشند سعی می شود این گره ها در مکانی قرار گیرند که بتوانند دو شرط زیر را برآورد نمایند: اول: در کل منطقه ی تحت مراقب مکان گره هدف را بتوانند تخمین بزند. دوم: متوسط خطای تخمین مکان گره هدف نیز در کل منطقه حداقل باشد.از جمله عواملی که می تواند در دقت مکان یابی موثر باشد محل قرارگیری گره های مرجع در محیط تحت مراقبت می باشد. اما موردی که فقدان آن در اکثر تحقیقات انجام شده مشهود است آنست که چنانچه گره مرجع سیار باشد جایگذاری مناسبی برای گره های مرجع پیشنهاد نشده است. در این تحقیق علاوه بر آنکه راهکار مناسبی برای بهینه کردن محل گره های مرجع ارایه شده است در چند محیط هم از آن استفاده شده و نتایج آن مشاهده گردیده است. در آخر، مقایسه ای بین توزیع گره های مرجع به صورت تصادفی مانند سایر تحقیقات و روش پیشنهاد شده انجام گرفته و مشخص شده است که می توان با استفاده از این روش برای دست یابی به دقت مطلوب از تعداد گره ی مرجع کمتری استفاده نمود.از اینرو در این متن هدف آن است که بتوان با استفاده از سیستم های مکان یاب فراپهن باند برای رسیدن به دقت دلخواه، مکان گره های مرجع را به صورت بهینه بدست آورد.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل ۱: مقدمه 1
فصل ۲: سیستم های فراپهن-باند 5
۲-۱- مقدمه 5
۲-۲- خواص سیگنال های فراپهن باند 7
۲-۳- استانداردها درسیستم های فراپهن باند 9
۲-۴- مدولاسیون در سیستم های فراپهن باند 10
۲-۵- دسترسی چندگانه درسیستم های فراپهن باند 11
فصل ۳: شبکه های اقتضایی بی-سیم 21
۳-۱- مقدمه 22
۳-۲- دسته بندی سیستم های مکان یاب 22
۳-۳- دسته بندی الگوریتم های مکان یاب در شبکه های حسگر 16
۳-۴- انواع روش های فاصله-یابی 30
۳-۴-۱- مکان یابی بر اساس قدرت سیگنال 31
۳-۳-۲- مکان یابی براساس زاویه رسیدن سیگنال 32
۳-۳-۳- مکان یابی بر اساس زمان رسیدن سیگنال 35
۳- ۵- استراتژی های تشخیص پیک برای سیستم های مکان یاب زمانی 39
۳ – ۶- مشکلات مکان یابی براساس زمان 40
۳-۷- تکنیک های تخمین مکان 42
۳-۸- فناوری های در دسترس برای سیستم های مکان-یاب 45
فصل ۴: استفاده از فناوری فراپهن باند برای سیستم های مکان-یاب 47
۴-۱- استفاده از سیگنال های فراپهن باند برای مکان-یابی 47
۴-۲- آشکارسازی سیگنال های فراپهن باند و بررسی مدل کانال در استاندارد ۸۰۲٫۱۵٫۴a 65
۴-۳- باند های تشخیص خطا 56
۴-۴- مدل کردن اندازه گیری ها 59
۴-۵- باند خطای مکانی 61
۴-۶- فاصله یابی بر اساس استاندارد ۸۰۲٫۱۵٫۴a 65
فصل ۵: بهینه سازی سیستم های مکان یاب مبتنی بر فناوری فراپهن-باند 67
۵-۱- استراتژی های طراحی شبکه های مکان یاب 66
۵-۲- دسته بندی توپولوژی شبکه های حسگر برای مکان یابی 67
۵-۳- اثر چگالی گره ها در محیط برروی دقت مکان یابی 69
۵-۴- هدف تحقیق 73
۵-۵- پیاده سازی و شبیه سازی طرح الگوریتم بهینه 73
۵-۵-۱- موضوع طرح 78
۵-۵-۲- بررسی اثر فاصله روی باند خطای مکانی 81
۵-۵-۳- تشریح الگوریتم 82
۵-۵-۴- تست و شبیه سازی الگوریتم برای محیط های ساده 91
۵-۵-۵- الگوریتم بر مبنای تعداد گره مرجع 91
۵-۵-۶- مقایسه توزیع تصادفی گره ها با جایگذاری بهینه ی آن-ها 97
۵-۵-۷- الگوریتم بهینه یاب بر مبنای دقت دلخواه 99
فصل ۶: نتیجه گیری وپیشنهادات 102
مراجع : 105
پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.