مکان یابی اهداف متحرک در شبکه حسگر بیسیم مبتنی بر الگوریتم انتشار حداقل میانگین مربعات بر پایه تابع زیان هوبر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه مهندسی کامپیوتر، موسسه آموزش عالی سلمان، مشهد، ایران

3 گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

مکان یابی و ردیابی یکی از مباحث مهم در شبکه های حسگر بیسیم می‌باشد. استفاده از تکینک هایی که بتواند مکان هدف متحرک را با وجود نویز سیستم، با کمترین میزان اختلاف نسبت به مکان واقعی آن تخمین بزند، همواره یکی از بزرگ ترین چالش های پیش رو در این حوزه بوده است. در این مقاله نسخه مقاومی از الگوریتم انتشار حداقل میانگین مربعات که تخمین مکان هدف در آن به صورت توزیع شده برعهده گره های شبکه است، پیشنهاد شده که با استفاده از تابع زیان شبه هوبر، دقت حاصل از عملیات تخمین در مکان یابی و ردیابی هدف هنگام وجود انواع نویز در محیط را افزایش می دهد. در این راستا، روابط مکان یابی بر پایه دو معیار قدرت سیگنال دریافتی و مدت زمان انتشار سیگنال مبتنی بر الگوریتم پیشنهادی در شبکه ای از فیلترهای وفقی ارائه شده است. نتایح به‌دست آمده از پیاده سازی نشان می دهد که استفاده از این الگوریتم سبب افزایش دقت عملیات مکان یابی و ردیابی در شبکه‌های حسگر بیسیم در محیط های آغشته به انواع نویز گوسی و غیرگوسی با نسبت سیگنال به نویز (SNR) متفاوت، می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Localization of mobile targets in a wireless sensor network using Diffusion Least Mean Square algorithm based on Huber loss function

نویسندگان [English]

  • Soheila Ashkezari 1 2
  • Mohammad-Naeem Teimoori 2
  • Vahid-Reza Sabzevari 3
1 Faculty of Mathematical Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran|Department of Computer Engineering, Salman Institute of Higher Education, Mashhad, Iran
2 Faculty of Mathematical Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran|Department of Computer Engineering, Salman Institute of Higher Education, Mashhad, Iran
3 Department of Biomedical Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Localization of mobile targets is one of the important topics in wireless sensor networks. The challenge lies in deploying techniques capable of estimating the subject's location amidst system noise, with minimal deviation from the actual location. In this paper, we propose a robust variant of the diffusion least mean square algorithm. This version involves distributing the estimation of the target's location across network nodes, facilitated by the pseudo-Huber's loss function. Through this method, the accuracy of estimation in localization and tracking the target improves even in the presence of various noise types. The paper formulates target location using two criteria: received signal strength and signal propagation time, based on the proposed algorithm within an adaptive filter network. Experimental results highlight the algorithm's capability to enhance the accuracy of localization and tracking operations. This improvement remains consistent across wireless sensor network scenarios influenced by both Gaussian and non-Gaussian noises, with varying signal-to-noise ratios.

کلیدواژه‌ها [English]

  • localization
  • Gaussian noise
  • non-Gaussian noise
  • least mean square diffusion algorithm
  • Huber loss function

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 30 شهریور 1402
  • تاریخ دریافت: 15 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری: 05 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش: 13 شهریور 1402