Un método de localización DV-Hop novedoso basado en una estrategia hiperbólica ponderada mejorada híbrida y un algoritmo de búsqueda proporcional integral derivativo
Autores: Zhang, Dejing; Li, Pengfei; Hou, Benyin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método de localización DV-Hop novedoso basado en una estrategia hiperbólica ponderada mejorada híbrida y un algoritmo de búsqueda proporcional integral derivativo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Algoritmo
Dv-hop
Localización
Precisión
Topología de red
Hipérbola ponderada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Como algoritmo de localización sin rango, DV-Hop ha ganado una amplia atención debido a sus ventajas de simplicidad y facilidad de implementación. Sin embargo, este algoritmo también tiene algunos defectos, como una precisión de localización deficiente y vulnerabilidad a la topología de la red. Este documento presenta un análisis exhaustivo de los factores que contribuyen a la inexactitud del algoritmo DV-Hop. Se propone un algoritmo de localización híbrido mejorado proporcional integral derivativo (PID) búsqueda (PSA) DV-Hop basado en hipérbola ponderada (IPSA-DV-Hop). En primer lugar, se emplea el refinamiento de la distancia del primer salto para rectificar el indicador de fuerza de la señal recibida (RSSI). Para reemplazar la solución original de mínimos cuadrados, se adopta un algoritmo hiperbólico ponderado basado en el grado de covarianza. En segundo lugar, el error de localización se reduce aún más empleando el PSA mejorado. Además, el proceso de selección del conjunto de nodos se optimiza utilizando consenso de muestra progresivo (PROSAC) seguido de un algoritmo hiperbólico 3D basado en coplanaridad. Este enfoque reduce efectivamente el error computacional asociado con la distancia de salto de los nodos de baliza en los escenarios 3D. Finalmente, los experimentos de simulación demuestran que el algoritmo propuesto puede mejorar notablemente la precisión de la localización en redes isotrópicas y anisotrópicas y reducir el error de localización en un mínimo del 30% en comparación con el clásico DV-Hop. Además, también muestra estabilidad bajo la influencia de un modelo irregular de radio (RIM).
Descripción
Como algoritmo de localización sin rango, DV-Hop ha ganado una amplia atención debido a sus ventajas de simplicidad y facilidad de implementación. Sin embargo, este algoritmo también tiene algunos defectos, como una precisión de localización deficiente y vulnerabilidad a la topología de la red. Este documento presenta un análisis exhaustivo de los factores que contribuyen a la inexactitud del algoritmo DV-Hop. Se propone un algoritmo de localización híbrido mejorado proporcional integral derivativo (PID) búsqueda (PSA) DV-Hop basado en hipérbola ponderada (IPSA-DV-Hop). En primer lugar, se emplea el refinamiento de la distancia del primer salto para rectificar el indicador de fuerza de la señal recibida (RSSI). Para reemplazar la solución original de mínimos cuadrados, se adopta un algoritmo hiperbólico ponderado basado en el grado de covarianza. En segundo lugar, el error de localización se reduce aún más empleando el PSA mejorado. Además, el proceso de selección del conjunto de nodos se optimiza utilizando consenso de muestra progresivo (PROSAC) seguido de un algoritmo hiperbólico 3D basado en coplanaridad. Este enfoque reduce efectivamente el error computacional asociado con la distancia de salto de los nodos de baliza en los escenarios 3D. Finalmente, los experimentos de simulación demuestran que el algoritmo propuesto puede mejorar notablemente la precisión de la localización en redes isotrópicas y anisotrópicas y reducir el error de localización en un mínimo del 30% en comparación con el clásico DV-Hop. Además, también muestra estabilidad bajo la influencia de un modelo irregular de radio (RIM).