Resource aware adaptive binary quantizer design for target tracking in wireless sensor networks
Telsiz duyarga ağlarda hedef takibi için kaynak duyarlı uyarlanır nicemleme tasarımı
- Tez No: 438711
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ENGİN MAŞAZADE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Bu tezde, hareketli bir hedefin takibi için bir Telsiz Duyarga Ağı (TDA)'nda kaynak duyarlı uyarlanır nicemleme tasarlanmıştır. Düğüm enerjisi ya da haberleşme bant genişliği gibi kısıtlı kaynaklar nedeniyle duyargalar analog iletim yapmak yerine, öncelikle ölçümlerini ön işlemden geçirirler ve sonra da ikili nicemlenmiş biçimlerini ya doğrudan (tek-atlamalı iletim) ya da küme başı elemanları yardımıyla (iki-atlamalı iletim) son istatiksel çıkarım için Tümleştirme Merkezi (TM)'ne göndermektedirler. İlk olarak duyargaların yerel karar eşikleri, her hedef takibi adımında tanımlanan Çok-amaçlı Eniyileme Problemi (ÇEP) sayesinde eniyi ve devingen bir şekilde elde edilmektedir. Dikkate alınan ÇEP yöntemi kestirim hatasını ve merkeze veri gönderen duyarga sayısını tek-atlamalı bağlantılar altında müşterek olarak azaltmaktadır. İkinci olarak, ÇEP yöntemi aynı zamanda veri iletimi sırasında duyarga devrelerinde oluşan enerji tüketimi dikkate alınarak TDA'daki toplam enerji tüketimini tek-atlamalı ve 2-atlamalı bağlantılar altında en aza indirgemek için de formüle edilmiştir. ÇEP'in yanı sıra duyarga ölçümlerinin en az enerji gerektiren bağlantı yolunu, tek-atlamalı ya da 2-atlamalı, takip ederek TM'ye ulaşmasını sağlayan En düşük İletim Enerjisi Yolu tabanlı veri iletimi tercih edilmektedir. Sayısal sonuçlar eniyiye yakın takip başarımı sağlamakla birlikte hem TDA'da harcanan toplam enerji oranında hem de veri iletimi yapan duyarga sayısında önemli ölçüde tasarruf edildiğini göstermektedir. Son olarak, kablosuz kanaldaki bozulmalar dikkate alınarak tek-atlamalı kanallar altında her bir duyargaya ikili kararlarını TM'ye iletmesi için tahsis edilen sürenin kendi ölçümü ile orantılı olduğu oransal Zaman Bölmeli Çoklu Erişim tabanlı MAC yaklaşımı önerilmektedir. Benzetim sonuçları, duyargalara oransal zaman tahsisi sağlanmasının, eşit zaman tahsisine göre daha iyi kestirim başarımı sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we design a resource aware adaptive binary quantizer for tracking a moving target in a Wireless Sensor Network (WSN). Due to stringent WSN resources, such as node energy or communication bandwidth, rather than transmitting the analog sensor measurements, sensors first preprocess their measurements and then send binary quantized versions of their measurements either directly (Single-hop transmission) or via cluster heads (2-hop transmission) to the Fusion Center (FC). Firstly, at each time step of tracking, the local decision thresholds of sensors are obtained optimally and dynamically as a result of a Multiobjective Optimization Problem (MOP). The considered MOP jointly minimizes the estimation error and number of sensor transmitting to FC under Single-hop links. Secondly, while considering energy depletion in hardware of sensors during transmission, we also formulate MOP to minimize the total energy consumption of the WSN under Single-hop and 2-hop links. As well as MOP, we also prefer Minimum Transmission Energy Path (MTEP) based transmission where sensors' observations follow less energy required path which can be either Single-hop or 2-hop path to reach the FC. Numerical results show that significant savings in both total energy consumption of WSN and the average number of sensors transmitting to the FC are provided while keeping good target tracking performance. Finally, we propose a proportional Time Division Multiple Access (TDMA) based medium access control (MAC) approach where the time allocated to each sensor to transmit its binary decision to the FC becomes related with the value of its measurement while considering wireless channel impairments under Single-hop links. Numerical results show that proportional time allocation provides better estimation performance as compared to equal time allocation.
Benzer Tezler
- Joint path and resource selection for obs grids with adaptive offset based qos mechanism
Optik çoğuşma anahtarlamalı grid ağlarında bütünleşik kaynak-yol seçimi ve uyarlamalı ofset tabanlı servis kalitesi mekanizması
MEHMET KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EZHAN KARAŞAN
- Network density estimators and density-aware wireless networks
Ağ yoğunluğu kestiricileri ve yoğunluk-uyarlı telsiz ağlar
ALPEREN EROĞLU
Doktora
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN ONUR
- Statistical QoS assurances for wireless packet data and integration methodologies for 3G/WLAN
Kablosuz paket verisi için istatistiksel hizmet kalitesi garantisi ve 3G/WLAN sistem bütünleştirme yöntemleri
FERİT OZAN AKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. OĞUZ SUNAY
- Adaptive energy-aware transmission scheme for wireless sensor networks
Kablosuz sensör ağları için uyarlanabilir enerjiye duyarlı iletim şeması
ABDULLAHI ABDU IBRAHIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDoğu Akdeniz Üniversitesi-Eastern Mediterranean UniversityBilgisayar Mühendisliği ve Enformatik Bilimler Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MUHAMMED SALAMAH
- An adaptive, energy-aware and distributed fault-tolerant topology-control algorithm for heterogeneous wireless sensor networks
Heterojen kablosuz sensör ağları için uyarlanabilir, enerji seviyesi farkında ve dağıtık hata toleranslı topoloji kontrol algoritması
FATİH DENİZ
Doktora
İngilizce
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN YAZICI