تحقیق – بهینه سازی جایگذاری گره ها در محیط های مختلف برای شبکه های حسگر …

شکل۵- ۴: چیدمان گرههای مرجع برای هدف در مرکز دایره [۲۸]
در حالت دوم فرض شده است که بایاسها صفر نبوده ولی برای زوایای مختلف گره هدف مقداری ثابت و معین است. به عبارت دیگر فرض بر این است که نقشهای وجود دارد که به ازای زوایای مختلف بین گره هدف و محور افق مقادیر بایاس مشخص یا قابل پیشبینی هستند. در این حالت نیز مانند حالت قبل وابستگی واریانس نویز به فاصله مد نظر قرار نگرفته است.
در این حالت کل باند دایرهای به کمانهایی با بایاسهای ثابت تقسیم شدهاند.
 
شکل۵‑ ۵: ضرایب اهمیت متفاوت برای موانع مختلف
در این تحقیق عنوان شده است که با استفاده از الگوریتم ارایه شده در مرحله قبل میتوان دراین مرحله نیز جایگذاری گرههای مرجع را انجام داد با این تفاوت که علاوه بر استفاده از رابطهی بسته بالا برای محاسبهی زاویه کمینهکردن خطای مکانی گره مرجع iام لازم است تا خطای مکانی به ازای زاویههای سازنده کمانهای با ضریب اهمیت ثابت نیز محاسبه شود و از میان آنها زاویهای با کمترین کمینه انتخاب شود.
مثال فوق با توجه به روشی که توصیف شده بررسی گشته و در شکل زیر نتیجه این جایگذاری گرههای مرجع به تصویر کشیده شده است [۲۸] .
 
شکل۵‑ ۶: محاسبه ضرایب اهمیت متفاوت برای موانع مختلف [۲۸]
بنابراین دراین تحقیق بهینهسازی گرههای مرجع براساس یک مکان مشخص برای گره هدف انجام شده است. به عبارت دیگر به ازای مکان ثابت و مشخصی از گره هدف جایگذاری گرههای مرجع به صورت بهینه انجام میشود.
البته در این بهینهسازی فرض شده است که واریانس نویز مستقل از فاصله بین گره هدف و گره مرجع بوده و گرههای مرجع فقط میتوانند از لحاظ زاویه بهینه شوند واز لحاظ فاصله فرض براین است که تمامی گرههای مرجع روی محیط دایرهای به مرکزیت گره هدف قرار میگیرند و به عبارتی دارای فاصله ثابتی از گره مرجع هستند.
در ادامه تحقیق برای بهینهسازی جایگذاری گرههای مرجع در یک محیط با استفاده از سیگنالینگ فراپهنباند و در شرایطی که گره هدف دارای مکان ثابت و مشخصی نیست ارایه میشود.
پیادهسازی و شبیهسازی طرح الگوریتم بهینه
برای مشخص شدن جزئیات طرح انجام شده اقدامات زیر به ترتیب انجام میشود:
الف : موضوع طرح با جزئیات کامل مطرح میگردد. این جزئیات شامل:
انتخاب سیگنالینگ ۲- مدل کردن اندازهگیریها ۳- انتخاب معیار سنجش خطا ۴-بررسی اثر فاصله بر بهینهسازی ۵- تشریح الگوریتم
ب: بیان تفاوت طرح ارایه شده با طرحهای انجام شده قبلی
ج: معرفی نرم افزار و توابع بهینهساز
د: انجام شبیهسازیهای انجام شده قبلی با استفاده از توابع بهینهساز و تست نتایج
ه: شبیهسازی الگوریتم پیشنهادی مطرح شده
ی: بررسی نتایج انجام میشود
موضوع طرح:
همانگونه که مطرح شده در کلیه سیستمهای مکانیاب چندین پارامتر مهم میباشد. روش اندازهگیری فاصله و روشهای تخمین مکان با استفاده از اندازهگیریهای انجام شده و موقعیت جغرافیایی گرههای مرجع در محیط، از مهمترین پارامترهای تعیینکنندهی دقت در سیستمهای مکانیاب میباشند.
همانگونه که مطرح شد در تحقیقات اخیر نقش موقعیت جغرافیایی گرههای مرجع در محیط بررسی شده و چندین نتیجه نیز حاصل گردیده است.
در این طرح پیشنهادی همچنین قرار است محل قرار گرفتن گرههای مرجع در محیط به گونهای باشد که تشخیص مکان گره هدف در آن منطقه با کمترین خطای متوسط انجام شود.
به عبارت دیگر این طرح پیشنهاد میدارد که مکان گرههای مرجع در منطقه طوری تعیین شود که کارایی سیستم از لحاظ تعداد گره مرجع استفاده شده، به عنوان هزینهی اولیه و خطای تخمین مکان گره هدف، به عنوان دقت سیستم کمینه گردد.
درطرح پیشنهادی سعی برآن شده است که فرضهای صورت گرفته تا حد ممکن نزدیک به واقعیت باشند. به عنوان مثال اثر بخشی دقت اندازهگیری از فاصله اندازهگیری شده در این طرح در نظر گرفته شده است. یعنی ضریب تضعیف سیگنال به ازای یک متر جابجایی در فضا و اثر آن روی اندازهگیری انجام شده در نظر گرفته میشود.
از جمله موارد دیگری که در این طرح برای نزدیکی بیشتر به محیطهای واقعی میتوان نام برد، اثر تاخیر حاصل از گذر سیگنال فراپهنباند از اشیا و یا تاخیر رسیدن سیگنال از مسیرهای انعکاسی میباشد.
همانگونه که در فصل دوم بیان شد بهترین سیگنالینگ از لحاظ دقت اندازهگیری به سیگنالهای فراپهنباند مربوط میشوند.
این سیگنالها دارای پهنای باند وسیع و تفکیکپذیری در حد نانو ثانیه در زمان هستند.
در این طرح نیز از این سیگنالها جهت اندازهگیری فاصله بین گره هدف و گره مرجع استفاده میشود. برای مدل کردن اندازهگیریهای انجام شده همان مدلی که در فصل دوم ارایه شد استفاده میگردد. مدل اندازهگیریهای انجام شده به صورت زیر است:
 
در حالیکه:
 
همانگونه که مطرح شد میزان بایاس مربوط به kامین ستون برای گره مرجع iام میباشد. دیگر پارامترها نیز تعریف مشابه آنچه قبلا گفته شد دارند.
آنچه به عنوان میزان سنجش خطا برای سیستم پیشنهادی استفاده میشود، همان باند خطای مکانی[۵۸] است که در سیستمهای مکانیاب فراپهنباند استفاده میگردد و در فصل دوم نیز ارایه گشت و با توجه به اینکه اندازهگیریها نیز مانند آنچه گفته شده بود ارایه گردید بنابراین نتیجه برای باند خطای مکانی دارای همان تعریف [۲۳]
 

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  fotka.ir  مراجعه نمایید.