Localization (精简)

Topic 2: Localization
Dynamic Fine-Grained Localization in Ad-Hoc Networks of Sensors
Reporter：Dongdong Yao
Contents
•1.Introduction
•2.Localization Methods •3.Research Methodology •4.CONCLUSIONS
•5.References
Introduction
1.位置信息的重要性:
在WSN（Wireless Sensor Network）的绝大多数应用中，节点的位置信息和感知信息同等重要，没有位置信息的感知数据是没有实际意义的。

例如：军事侦察、地理环境监测、交通路况检测、目标跟踪等。

Introduction
2.位置信息的重要作用：
1)传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置发生了什么事件”，从而实现对外部目标的定位和跟踪。

2）了解传感器节点的位置分布状况可以对提高网络的路由效率提供帮助，从而实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自动配置，改善整个网络的覆盖质量。

Localization Methods
依据信息处理的实现方式单跳算法多跳算法
集中式算法
定位方法
Localization Methods
测距算法2个步骤：
1）利用某种测量方法测量距离（或角度）；
2）利用测得的距离（或角度）计算未知节点坐标。

angle of arrival,AOA）
received signal strength indicator,RSSI）
基于时间基于信号传输时间的方法
（time of arrival,TOA）
基于信号传输时间差的方法
（time difference of arrival,TDOA）
距离测量方法
Research Methodology •RSSI
•TDOA
•RSSI vs. TDOA
1.原理：
RSSI是在已知发射功率的前提下，接收节点测量接收功率，计算传播损耗，并使用信号传播模型将损耗转化为距离。

2.优点：
低成本。

每个无线传感节点都具有通信模块，获取RSSI值十分容易，无需额外硬件。

3.缺点：
1）锚节点数量需求多；
2）多路径反射、衰落、阴影区域等因素都会影响距离测量的精度。

RSSI
TDOA
1.原理：
TDOA测距技术广泛应用于WSN的定位方案中。

通常在节点上安装超声波收发器和射频收发器，测距时锚节点同时发送超声波和电磁波，接收节点通过两种信号到达的时间差来计算两点之间的距离。

2.优点：
在LOS(line of sight)情况下能取得较高精度。

3.缺点：
1）硬件要求高；
2）传输信号易受环境影响；
3）应用场合单一。

TDOA
TDOA
RSSI vs. TDOA
CONCLUSIONS
• 1.相对于RSSI，TDOA因对物理效应的低敏感性，更适合于精细粒度的定位；
• 2.虽然集中式实现有更高的位置估计精度，但是分布式实现可以增加系统的鲁棒性，并且在定位过程中整个网络的功耗是一个更均匀的分布；
• 3.我们的测试平台的实现，被证明是理解、分析所使用方法优势和限制的不可或缺的工具。

References
•[1]SAVVIDES A, HAN C C, SRIVASTAVA M B. Dy-namic fine-grained localization in Ad-Hoc networks of sensors[C]. Proceedings of the Fifth International Conference on Mobile Computing and Networking, 2001: 166-179.
•[2] J. Albowicz, A. Chen, and L. Zhang, Recursive position estimation in sensor networks, Ninth International Conference on Network Protocols, November 2001。