In this work, a wireless sensor network (WSN) whose task is to track a target emitting energy is considered. Received sensor measurements observed from the target are first binary quantized, and then transmitted to a fusion center over one or two hop links for the final statistical inference. At each time step of tracking, the sensor decision thresholds are obtained optimally and dynamically as a result of a Multiobjective Optimization Problem (MOP). The proposed MOP jointly maximizes the Fisher hop transmission.Information to decrease the estimation error in tracking and minimizes the total transmission energy consumption of the WSN. Simulation results show that the solution of sensor decision thresholds obtained from the Pareto-Optimal front between the two objectives, yields similar estimation performance with that of the solution of sensor decision thresholds obtained by maximizing the Fisher Information. On the other hand, the solution of sensor decision thresholds obtained from the Pareto-Optimal front significantly reduces the total energy consumption of WSN significantly as compared to the solution of sensor decision thresholds obtained by maximizing the Fisher Information. Furthermore, when the channels between sensors and the fusion center undergo high path loss, using two-hop transmission instead of single-hop further reduces the total energy consumption in the WSN without sacrificing from the estimation error
Wireless sensor networks Target tracking Multiobjective optimization problem Quantizer design Single and two-hop transmission
Bu çalışmada, enerji yayan bir hedefi takip etmekle görevli
bir telsiz duyarga ağı (TDA) modellenmektedir. Duyargaların
hedeften aldıkları ölçümler, ikili nicemlendikten sonra son
istatiksel çıkarım için tümleştirme merkezine (TM’ye) tek ya da iki
atlamalı olarak iletilirler. Hedef takibinin her bir adımında,
duyargaların yerel karar eşikleri eniyi ve uyarlanır olarak iki
işlevli bir Çok-amaçlı Eniyileme Problemi (ÇEP) ile elde
edilmektedir. Dikkate alınan ÇEP, hem hedef konumu kestirim
hatasını en azaltmak için Fisher Bilgisini ençoklamakta, hem de
TDA’da harcanan toplam enerjiyi en azaltmaya çalışmaktadır.
Benzetim sonuçlarımıza göre iki işlev arasındaki ödünleşme
cephesi üzerinden ile elde edilen duyarga karar eşikleri çözümü
ile Fisher Bilgisini en çoklayan duyarga karar eşikleri çözümü
benzer kestirim hatasını vermektedir. Öte yandan, ödünleşme
cephesi üzerinden elde edilen duyarga karar eşikleri çözümü,
Fisher Bilgisini en çoklayan duyarga karar eşikleri çözümüne göre
TDA’da harcanan toplam enerjiyi önemli ölçüde azaltmıştır.
Bununla birlikte duyargalar ve TM arası kanallarda yol kaybının
yüksek olduğu durum altında tek atlamalı iletim yerine iki
atlamalı iletim yapılması kestirim hatasından ödün vermeden
TDA’da harcanan toplam enerjiyi daha da azaltmaktadır
Telsiz duyarga ağları Hedef takibi Çok amaçlı eniyileme problemi Nicemleme tasarımı Tekli ve ikili atlamalı iletim
Diğer ID | JA39SM77RK |
---|---|
Bölüm | Araştırma Makalesi |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 1 Ocak 2017 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2017 Cilt: 19 Sayı: 55 |
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Tınaztepe Yerleşkesi, Adatepe Mah. Doğuş Cad. No: 207-I / 35390 Buca-İZMİR.