رفتن به محتوای اصلی
x
موقعیت یابی هدف متحرك در شبكه ای از حسگرهای توزیع شده
تاریخ دفاع
استاد

محمدرضا تابان

دانشکده
مهندسی برق و كامپیوتر

شبکه‌های حسگری توزیع‌شده با بهره‌گیری از چندگانگی فضایی و چندگانگی شکل موج، به میزان قابل‌توجهی آشکارسازی و تخمین پارامترهای اهداف را بهبود می‌بخشند. تخمین موقعیت و سرعت اهداف که به‌ اختصارموقعیت‌یابی نامیده می‌شود، یکی از جذاب‌ترین و البته چالش برانگیزترین مسائل مطرح‌شده در این شبکه‌ها بوده است. در حالت کلی، روش‌های موقعیت‌یابی در دو دسته‌ی مستقیم و غیرمستقیم تقسیم‌بندی می‌‌شوند. در روش‌های مستقیم، موقعیت و سرعت هدف از روی مشاهدات خام دریافت شده تخمین زده می‌شوند. درحالی‌که در روش‌های غیرمستقیم، در ابتدا مشاهدات خام پیش‌پردازش شده و مشاهدات واسطی تخمین زده می‌شوند، که   موقعیت و سرعت هدف از روی این مشاهدات واسط بدست می‌آیند. اگرچه روش‌های مستقیم به‌صورت بالقوه دقت بالاتری را نسبت به روش‌های غیرمستقیم ارائه می‌دهند، اما روش‌های غیرمستقیم به دلیل پیچیدگی و حجم محاسباتکمتر و ارائه‌ی راه حل‌های دارای نمایش بسته، بیشتر مورد توجه قرارگرفته‌اند. در کاربرد‌های مختلف، انواع مشاهدات نظیر جهت ورود سیگنال، تفاضل زمان دریافت و غیره به‌عنوان مشاهدات واسط برای موقعیت‌یابی اهداف در نظر گرفته ‌شده‌اند که از جمله رایج‌ترین آن‌ها در موقعیت‌یابی غیرمستقیم، می‌توان به تأخیرهای زمانی و جابجایی دوپلر در فرکانس سیگنال ارسالی اشاره نمود. ازآنجایی ‌که رابطه‌ی این مشاهدات واسط با موقعیت و سرعت هدف غیرخطی و غیر محدب است، از همین رو مسئله‌ی موقعیت‌یابی با چالش جدی مواجه بوده است. تخمینگرهای چندمرحله‌ای یکی از رویکردهای پرکاربرد حل مسائل موقعیت‌یابی غیرمستقیم هستند که تحت شرایطی به‌صورت مجانبی مؤثر بوده و بهکران پایین کرامر-رائو دست می‌یابند. بااین‌حال، وجود متغیرهای اضافی در فرآیند مدل‌سازی این تخمینگرها، کارآیی آن‌ها را به‌شدت تحت تأثیر قرار داده و انتخاب مناسب این متغیرها و حذف یا کاهش آن‌ها، مورد توجه محققان این حوزه بوده است. تحقیقات این رساله نیز بر مسائل موقعیت‌یابی غیرمستقیم یک هدف متحرک در شبکه‌های حسگری توزیع‌شده، با استفاده از تخمینگرهای حداقل مربعات دومرحله‌ای متمرکز بوده و در این راستا سه تخمینگر پیشنهاد شده است. به‌طور خلاصه، در تخمینگر پیشنهادی اول، تعداد متغیرهای اضافی ثابت و مستقل از تعداد حسگرهای فرستنده و گیرنده است. در تخمینگر پیشنهادی دوم، با استفاده از عملیات جبری، متغیرهای اضافی حذف ‌شده و همچنین معماری پردازش غیرمتمرکز در بستر شبکه نیز ارائه می‌گردد. در تخمینگر پیشنهادی سوم، ضمن در نظر گرفتن عدم قطعیت برای موقعیت و سرعت حسگرها، مسئله به‌صورت موقعیت‌یابی هذلولی مدل می‌شود به‌گونه‌ای کهتعداد معادلات هذلولی مستقل افزایش ‌یابد. نشان می‌دهیم که هر سه تخمینگر   پیشنهادی در مقایسه با ت تخمینگرهای رقیب موجود، با قبول مصالحه‌ی میان پیچیدگی محاسباتی و دقت موقعیت‌یابی، از عملکرد مطلوبی برخوردار هستند.  

تحت نظارت وف ایرانی