موقعيت يابي دستگاه هاي بي سيم با معيار ميانه خطاي كمترين مربعات وزن دهي شده در حضور سيگنال هاي مسير غير مستقيم

در اين مقاله، يك روش موقعيت يابي مبتني بر دستگاه بر اساس روش خطاي كمترين مربعات وزن دهي شده ارائه مي شود. مهم ترين چالش در تخمين موقعيت، اثر سيگنال هاي مسير غير مستقيم در گره هاي مرجع است كه منجر به داده هاي خارج از محدوده و در نهايت كاهش دقت تخمين مي شود. براي اين منظور، يك روش جديد از طريق تركيب روش شناسايي و حذف سيگنال هاي مسير غير مستقيم و روش وزن دهي گره هاي مرجع ارائه خواهد شد. چالش ديگر موقعيت يابي، وابستگي شديد سيگنال هاي مسير غير مستقيم به محيط انتشار سيگنال است. به همين دليل به‌دست آوردن يك تابع توزيع براي تحليل رفتار اين پديده بسيار پيچيده و زمان بر است به خصوص در روش هاي تخمين مبتني بر دستگاه كه فرآيند تخمين موقعيت در دستگاه هاي هدف متحرك با طول عمر باتري محدود صورت مي پذيرد. بنابراين در اين مقاله، يك روش شناسايي سيگنال هاي مسير غير مستقيم و وزن دهي گره هاي مرجع با پيچيدگي محاسباتي كم كه بي نياز از داشتن دانش اوليه درباره توابع توزيع باياس سيگنال هاي مسير غير مستقيم است، معرفي خواهد شد. در اين روش، از تعداد تكرار هاي گره هاي مرجع در گروه هاي تخمين مختلف به عنوان معياري براي شناسايي سيگنال هاي مسير غير مستقيم و وزن دهي گره هاي مرجع استفاده خواهد شد. در نهايت با داشتن وزن هاي گره هاي مرجع، موقعيت دستگاه هدف توسط يك مسئله بهينه سازي غيرخطي مقيد پياده سازي و به كمك روش لاگرانژ حل مي شود. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه روش پيشنهادي عملكرد تخمين موقعيت را نسبت به روش هاي خطي و غيرخطي غير وزني بهبود مي دهد. در روش پيشنهادي 35 درصد از خطاها مقداري كمتر از 25/0 متر دارند كه نسبت به روش هاي ديگر بهبود حدود 30 درصدي را نشان مي‌دهد. هم چنين 95 درصد از خطاها كمتر از 2 متر هستند و در مقايسه با روش هايي كه وزن دهي در آن ها انجام نمي شود، دقت تخمين حداقل 20 درصد افزايش مي يابد. هم چنين در مواردي كه تعداد گره هاي مرجع يا تعداد گروه هاي تخمين كمتري در دسترس است، روش پيشنهادي قابليت اطمينان بالاتري در تخمين موقعيت دارد. زماني كه حداقل 35 درصد از گره هاي مرجع داراي سيگنال هاي مسير مستقيم هستند، دقت موقعيت يابي در روش ارائه شده بهبود قابل ملاحظه اي دارد.