دسترسی به منابع مقالات : بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های …

دستهی اول، سیستمهایی هستند که فاصلهیابی آنها بر اساس سیگنالهای رادیویی انجام میگیرد که به آنها سیستمهای مکانیاب بر پایهی فاصلهیابی گفته میشود.
دستهی دوم، سیستمهایی هستند که فاصلهیابی آنها با استفاده از نقشههای از پیش ثبت شده انجام میگیرد. این روشها شامل دو مرحله میباشند:
مرحلهی اول: ایجاد یک نقشه از محیط مورد نظر و ثبت مشخصات سیگنال در نقطه به نقطهی محیط تحت نظارت.
مرحلهی دوم: در این مرحله مکانیابی واقعی انجام شده و در هر نقطه از هدف با توجه به دریافت سیگنال براساس نقشه ثبتی موقعیت را تشخیص میدهد.
از جمله مشکلات استفاده از این روش ثبت اطلاعات با حجم بالا و پیچیدگی قدرت پردازش میباشد که عملا استفاده از این نوع سیستمها را در مناطق وسیع با دقت مناسب غیر ممکن میسازد.
از پرکاربردترین روشهایی که از این فناوری استفاده میکنند، روشهایی مبنی بر ثبت قدرت سیگنال و روشهایی مبتنی بر متوسط توان دریافتی سیگنال و متوسط تاخیر ناشی از پروفایل تاخیر میباشد.
به دلیل معایب عنوان شده، برای سیستمهای مبتنی بر ثبت مشخصات سیگنال و همچنین تنوع سیستمهای مکانیاب مبتنی بر فاصلهیابی از طریق سیگنالهای رادیویی، اینگونه سیستمها دارای کاربرد بیشتری هستند.
اینگونه سیستمهای مکانیاب مبتنی بر سیگنال، دارای چند نوع دستهبندی بوده و در ادامه فقط به این سیستمها پرداخته میشود که به اختصار منظور از سیستمهای مکانیاب، مکانیابهای مبتنی بر فاصلهیابی از طریق سیگنالهای رادیویی میباشد.
به لحاظ روش اندازهگیری فاصله برای مکانیابی، دستهبندی زیر انجام میگردد:
الف: استفاده از تاخیر زمان بین سیگنال ارسالی و دریافتی.
ب: استفاده از تاخیر زمان بین دو سیگنال ارسالی از یک گره مرجع زمانی وسایر گرههای مرجع.
ج: استفاده از زاویه رسیدن سیگنال.
د: استفاده از سیگنالهای گردشی.
جهت محاسبهی زمان رفت و برگشت سیگنال بین یک فرستنده و گیرنده به لحاظ نوع سیگنال فاصلهیاب دستهبندی زیر انجام میشود:
به دلیل عبور از موانع و نیز گذراندن مسافتهای طولانی بهترین و معمولترین سیگنالها که برای این هدف مناسب هستند، سیگنالهای رادیویی میباشند. سیگنالهای مادون قرمز ارتباطی ارزان و با توان پایین، نمونهای از این سیگنالها هستند. این سیگنالها بر خلاف سیگنالهای رادیویی قابلیت عبور از موانع را ندارند.
سیگنالهای نوری دارای توان مصرفی پایین بوده و نیاز به دید مستقیم دارند و همچنین در مقابل نورهای محیطی محافظت نشدهاند.
در میان انواع سیگنالها اعم از رادیویی و غیره، سیگنالهای فراپهنباند از جمله فناوریهای مناسب برای مکانیابی میباشند که در فصل دوم به آنها اشاره شد.
از دیگر معیارهای دستهبندی، تکنیکهای مکانیابی باز بودن یا بسته بودن فضای محل حضور گره هدف میباشد.
براساس این معیار، فضاهای باز میتوانند از سایر فناوریهای مکانیابی چون GPS نیز استفاده نمایند اما این در صورتی است که در فضاهای بسته این فناوریها کارآمد نبوده و نیاز به مکانیابهای دقیقتر احساس شود.
از دیگر معیارهای دستهبندی تکنیکهای مکانیاب میتوان به مرکزگرا بودن یا فعال و غیرفعال بودن تکنیکها اشاره نمود.
شبکههای حسگر
توزیع شبکههای حسگر نزدیک به ۳۰ سال است که مطرح شده است. اما با پیشرفت ادوات نیمه هادی و ساخت ابزارهایی با مصرف توان کم، قدرت پردازش مناسب و هزینهی نسبتا” پایین تحقیقات در این زمینه رونقی تازه یافته است.
با توجه به پیشرفتهای اخیر اجزا الکترونیک، کاربردهای زیادی برای شبکههای حسگری تعریف شده است. این گونه کاربردها بر مبنای اهدافی چون شناسایی، مراقبت و کنترل بنا نهاده میشوند.
شبکههای حسگری مکانیاب مکان برخی حسگرها را که دارای موقعیت مشخصی نیستند بوسیله برخی حسگرها با مختصات معلوم تخمین می زنند که بر اساس یکی از روشهای اندازهگیری پارامترهای سیگنال دریافتی مانند توان یا زمان رسیدن سیگنال دریافتی صورت میگیرد. حسگرهایی که دارای مختصات معلوم در شبکه هستند، حسگرهای مرجع یا گرههای مرجع [۳۸]نامیده میشوند.
گرههای مرجع مختصات خود را معمولا با استفاده از سیستمهای GPS مییابند. در محیطهای بسته میتوان برای آنها مختصات تعریف نمود یا حسگرها را در مختصات معینی نصب کرد. البته محدودیتهای مصرف توان و سایر حسگرها نیز ممکن است اجازهی استفاده از GPS را در گرههای مرجع ندهد.
حسگرهایی که دارای مختصات مجهول هستند و باید بوسیلهی الگوریتمهای مکانیاب مکان آنها تخمین زده شود، گره های هدف میباشند. البته در بسیاری از کاربردها نیازی به داشتن گرههای مرجع نیست و مهم تعیین موقعیت حسگرها نسبت به یکدیگر است.
اولین مسئله در شبکههای مکانیاب اندازهگیری سیگنال رسیده از گرههای دیگر و استخراج پارامتر مربوط به فاصله است. مکان حسگر هدف بر مبنای یکی از روشهای اندازهگیری فاصله (در این کاربرد TOA ) به صورت زیر تخمین زده می شود:
 
که y فاصله استخراج شده از سیگنال دریافتی و x مکان واقعی حسگر وe خطای حاصل از نویز است.
با استفاده از maximum likelihood که یک روش تخمین است سعی در مینیمم کردن خطا با داشتن توزیع آماری e میشود.
دستهبندی الگوریتمهای مکانیاب در شبکههای حسگر:
بر اساس دیدگاه پردازش پارامترهای اندازهگیری شده بالا دو نوع الگوریتم وجود دارد. الگوریتمهای مرکزگرا  برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  ۴۰y.ir  مراجعه نمایید.

org/wp-admin/post-new.php#footnote-39″>[۳۹]و الگوریتمهای توزیع[۴۰] [۱۰].
در الگوریتمهای مرکزگرا، تمام اطلاعات و پارامترهای اندازهگیری شده بوسیلهی حسگرها به یک مرکز با هستهی محاسباتی قوی ارسال میشوند. با توجه به اینکه در الگوریتمهای توزیع، گروهی از حسگرها موقعیت خود را مییابند[۱۰] .
رویکرد اصلی در الگوریتمهای مرکزگرا به MDC [۴۱]ها، بهینهسازی آماری و برنامهریزیهای خطی منجر میشود. رویکرد اصلی الگوریتمهای توزیع شامل DV_HOP و DV_Distance ها میشود. این دو نوع الگوریتم میتوانند از جهات متفاوت مقایسه شوند.
دقت، پیچیدگی محاسباتی، بازدهی انرژی و پوشش از جمله معیارهای انتخاب یک الگوریتم است. الگوریتمهای توزیع از لحاظ پیچیدگی سادهتر و از لحاظ مصرف انرژی مناسبترند اما برای داشتن مانیتورینگ خوب نیاز به الگوریتمهای مرکزگرا میباشند. بنابراین این الگوریتمها در اکثر کاربردها مفیدترند.
احتمال خطا در انتشار، مشکل دیگری است که الگوریتمهای توزیع دارند و برای مقابله با آن باید از ارسال مکرر استفاده کنند که باعث تاخیر زیاد در این سیستمها میشود.
از طرفی طراحی الگوریتم مناسب از لحاظ دقت، برای این سیستمها به دلیل کمبود امکانات پردازشی مشکل است.
مهمترین نوع الگوریتمهای مرکزگرا الگوریتمهای MDS میباشند که بنا به کاربردهای مختلف دارای نسخههای متفاوتی هستند.
الگوریتم MDS

این مطلب را هم بخوانید :  پژوهش - بررسی تأثیر انگیزه های مدیریت سود بر چسبندگی هزینه شرکت های پذیرفته شده در بورس اورابررسی ...