Abstract
A majority of localization approaches for wireless sensor networks rely on the measurements of internode distance. Errors are inevitable in distance measurements, and we observe that a small number of outliers can drastically degrade localization accuracy. To deal with noisy and outlier ranging results, a straightforward method, known as triangle inequality, has often been employed in previous studies. However, triangle inequality has its own limitations that make it far from accurate and reliable. In this paper, we first analyze how much information is needed to identify outlier measurements. Applying the rigidity theory, we propose the concept of verifiable edges and derive the conditions for an edge to be verifiable. On this basis, we design a localization approach with outlier detection, which explicitly eliminates ranges with large errors before location computation. Considering the entire network, we define verifiable graphs in which all edges are verifiable. If a wireless network meets the requirements of graph verifiability, it is not only localizable but outlier resistant as well. Extensive simulations are conducted to examine the effectiveness of the proposed approach. The results show remarkable improvement in location accuracy by sifting outliers
چکیده
اکثر رویکردهای مکان یابی برای شبکه های سنسور بیسیم بر اندازه گیری های فاصله بین گره ای استوار هستند. خطاها در اندازه گیری های فاصله اجتناب ناپذیر هستند و ما مشاهده می کنیم که تعداد کمی از پرت ها (outliers) می توانند دقت مکان یابی را به شدت کاهش دهند. برای پرداختن به نتایج تعیین برد دارای پرت و نویز، یک روش ساده معروف به نابرابری مثلثی در مطالعات قبلی به کار گرفته شده است. با این همه نابرابری مثلثی محدودیت های خود را دارد که آن را غیردقیق و نامطمئن می سازد. در این مقاله، ما نخست بررسی می کنیم چقدر اطلاعات برای شناسایی اندازه گیری های پرت لازم است. با استفاده از نظریه سختی، مفهوم لبه های قابل تایید را مطرح کرده و شرایطی را برای قابل تایید بودن یک لبه استخراج می کنیم. بر این اساس، ما یک رویکرد مکان یابی را با آشکارسازی پرت طراحی می کنیم که صراحتا دامنه هایی با خطاهای بزرگ را قبل از محاسبه مکان حذف می کند. با در نظر گرفتن کل شبکه، ما گراف های قابل تاییدی را تعریف می کنیم که در آنها همه لبه ها قابل تایید هستند. اگر یک شبکه بیسیم ملزومات تاییدپذیری گراف را برآورده کند، نه تنها قابل مکان یابی است بلکه در مقابل پرت نیز مقاوم است. شبیه سازی های گسترده انجام می شوند تا کارامدی رویکرد پیشنهادی را بررسی کنند. نتایج پیشرفت های چشمگیری را در دقت تعیین مکانی با غربال گری پرت ها نشان می دهند.
1-مقدمه
گسترش دستگاه های بیسیم و سیار سبب افزایش کاربردهای مفهومی مختلفی شده است که در آن ، مکان یکی از مهمترین مفاهیم است. برای شبکه های سنسور بیسیم، اطلاعات مکان، مفاهیم ضروری برای تفسیر داده و عملیات های شبکه را فراهم می آورد.
در سالهای اخیر، چند تکنیک برای تعیین مکان درون شبکه ای پیشنهاد شده اند که در آنها بخشی از گره های خاص (معروف به دیده بان یا مهار)، محل های کلی خود را می دانند و باقی مکانشان را با اندازه گیری فواصل اقلیدسی تا همسایه های مجاور به دست می آورند....