بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های حسگر فراپهن باند مکان یاب

سیستم­های مکان­یاب به سیستم­هایی گفته می­شود که بتوانند مکان یک جسم را در یک فضا تشخیص دهند. اینگونه سیستم­ها معمولا با استفاده از ارتباطات رادیویی، فاصله دو جسم را تشخیص داده و بعد از چندین اندازه ­­­گیری از گره­های مختلف، مکان جسم را در منطقه مشخص می­کند. از مهمترین سیستم­های جهانی مکان­یاب می­توان به سیستم­های مکان­یاب جهانی و سیستم­های مکان­یاب نظامی روسیه، سیستم مکان­یاب  شهروندی اروپااشاره نمود.با توجه به نیاز مکان­یاب­ها با دقت بالا و همچنین مکان­یابی درون فضاهای بسته استفاده از این سیستم­ها را کم اهمیت کرده و سیستم­هایی با سیگنال­های دقیق­تر دارای اهمیت بیشتری گشته­ اند. از جمله این سیستم­ها استفاده از سیگنال­های فراپهن­باند است که دارای پالس­های بسیار باریک و پهنای باند وسیع بوده و می­توانند تفکیک­پذیری زمانی خوبی داشته باشند.از اینرو این سیستم­ها به عنوان پیشنهادی مناسب برای مکان­یاب­های دقیق فضاهای بسته مطرح می­شوند.کلیه سیستم­های مکان­یاب دارای گره ­های مرجع بوده که هر کدام فاصله مشخصی تا جسم گیرنده دارند و از اندازه­گیری این فاصله­ها می­توان مکان گره­ها را پیدا کرد. از مهمترین عوامل اثبات شده در دقت سیستم­های مکان­یاب محل قرارگیری گره­های مرجع می­باشد. در دهه ­های اخیر اهمیت این موضوع بررسی شده و راهکار­های مناسبی برای آن پیشنهاد شده استدر برخی کاربردها می­توان خصوصیات رفتاری هدف را نیز مد نظر قرار داد. مثلا اینکه موقعیت هدف در اکثر زمان­ها در چه محدوده­ای از فضا باشد، در کاهش تعداد حسگر موثر است.اگر بتوان تابع توزیع احتمال هدف در مختصات (x,y) را معلوم فرض کرد بنابراین می­توان از این تابع استفاده کرده و جایگذاری را به شکلی انجام داد که متوسط خطا مقدار دلخواه باشد. برای رسیدن به تابع توزیع هدف می­توان 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 معیار­ها برای مقایسه و دقت فاصله ­یابی مناسب با استفاده از سیگنال­های 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 گره­های مرجع در هر نقطه که قرار گیرند دارای مکان معلومی باشند سعی می­شود این گره­ها در مکانی قرار گیرند که بتوانند دو شرط زیر را برآورد نمایند:اول: در کل منطقه­ی 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 می­تواند در دقت مکان­یابی موثر باشد محل قرارگیری گره ­های مرجع در محیط تحت مراقبت می­باشد. اما موردی که فقدان آن در اکثر تحقیقات انجام شده مشهود است آنست که چنانچه گره مرجع سیار باشد جایگذاری مناسبی برای گره­های 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، مقایسه­ای بین توزیع گره­ های مرجع به صورت تصادفی مانند سایر تحقیقات و روش پیشنهاد شده انجام گرفته و مشخص شده است که می­توان با استفاده از این روش برای دست­یابی به دقت مطلوب از تعداد گره­ی مرجع کمتری استفاده نمود.از اینرو در این متن هدف آن است که بتوان با استفاده از سیستم­های مکان­یاب فراپهن­باند برای رسیدن به دقت دلخواه، مکان گره­های مرجع را به صورت بهینه بدست آورد.

نوع فایل :word 

تعداد صفحات :۱۴۰

فصل ۱: مقدمه

فصل ۲: سیستم­های­ فراپهن ­باند

۲-۱- مقدمه

۲-۲- خواص سیگنال­های فراپهن­باند

۲-۳- استانداردها درسیستم­های ­فراپهن­باند

۲-۴- مدولاسیون در سیستم­های­ فراپهن­باند

۲-۵- دسترسی چندگانه­ درسیستم­های فراپهن­باند

فصل ۳: شبکه ­های ­اقتضایی­ بی­ سیم

۳-۱- مقدمه

۳-۲- دسته­بندی سیستم­های مکان­یاب

۳-۳- دسته­بندی الگوریتم­های مکان­یاب در شبکه­های حسگر۱۶

۳-۴- انواع روش­های فاصله­یابی۳۰

۳-۴-۱- مکان­یابی بر اساس قدرت سیگنال ۳۱

۳-۳-۲- مکان­یابی براساس زاویه رسیدن سیگنال۳۲

۳-۳-۳- مکان­یابی بر اساس زمان رسیدن سیگنال ۳۵

۳- ۵- استراتژی­های تشخیص پیک برای سیستم­های مکان­یاب زمانی۳۹

۳ – ۶- مشکلات مکان­یابی  براساس زمان۴۰

۳-۷- تکنیک­های تخمین مکان۴۲

۳-۸- فناوری­های در دسترس برای سیستم­های مکان­یاب۴۵

فصل ۴: استفاده از فناوری فراپهن ­باند برای سیستم­های مکان­یاب

۴-۱- استفاده از سیگنال­های فراپهن­باند برای مکان­یابی۴۷

۴-۲- آشکارسازی سیگنال­های فراپهن­باند و بررسی مدل کانال در استاندارد ۸۰۲۱۵۴a

۴-۳- باند­های تشخیص خطا

۴-۴- مدل کردن اندازه­گیری­ها

۴-۵- باند خطای مکانی

۴-۶-  فاصله ­یابی بر اساس استاندارد ۸۰۲۱۵۴a

فصل ۵: بهینه ­سازی سیستم­های مکان­یاب مبتنی بر فناوری فراپهن­ باند

۵-۱- استراتژی­های طراحی شبکه­های مکان­یاب

۵-۲- دسته­بندی توپولوژی شبکه­های حسگر برای مکان­یابی

۵-۳- اثر چگالی گره­ها در محیط برروی دقت مکان­یابی

۵-۴- هدف تحقیق

۵-۵- پیاده­سازی و شبیه­سازی طرح الگوریتم بهینه­

۵-۵-۱- موضوع طرح

۵-۵-۲- بررسی اثر فاصله روی باند خطای مکانی

۵-۵-۳- تشریح الگوریتم

۵-۵-۴- تست و شبیه­سازی الگوریتم  برای محیط­های ساده

۵-۵-۵- الگوریتم بر مبنای تعداد گره مرجع

۵-۵-۶- مقایسه توزیع تصادفی گره­ها با جایگذاری بهینه­ی آن­ها

۵-۵-۷- الگوریتم بهینه­یاب بر مبنای دقت دلخواه۹۹

فصل ۶: نتیجه­گیری وپیشنهادات