Abstract
In wireless sensor networks, the positioning scheme using received signal strength (RSS) has been widely considered. Appropriate estimation of path-loss exponent (PLE) between a sensor node and an anchor node plays a key role in reducing position error in this RSS-based positioning scheme. In the conventional researches, a sensor node directly uses the PLEs measured by its nearest anchor node to calculate its position. However, the actual PLE between a sensor node and the anchor node can be different from the PLE measured by its nearest anchor node. Thus, if a sensor node directly uses the PLEs measured by its nearest anchor node, the estimated position is different from the actual position of the sensor node with a high probability. In this paper, we describe the method how a sensor node estimates PLEs from the anchor nodes of interest by itself and calculates its position based on these self-estimated PLEs. Especially, our proposal suggests the mechanism to iteratively calculate the PLEs depending on the estimated distances between a sensor node and anchor nodes. Based on the recalculated PLEs, the sensor node reproduces its position. Through simulations, we show that our proposed positioning scheme outperforms the traditional scheme in terms of position error.
무선 센서 네트워크에서 수신 신호 세기를 이용한 위치추정 방식은 다수의 저전력 노드로 구성된 센서네트워크에 적합한 방법 중의 하나로 고려되고 있다. 수신 신호 세기를 이용한 위치추정 방식의 오차를 줄이기 위해서는 적절한 경로 감쇄 지수 (path-loss exponent, PLE)의 추정이 요구된다. 기존의 위치 추정 방식은 자신의 위치를 알고 있는 각각의 앵커가 인접한 앵커들을 참조하여 PLE를 측정하고, 자신의 위치를 알고자 하는 센서 노드는 수신 신호 세기를 기반으로 가장 인접한 앵커를 판별한 후, 해당 앵커가 측정한 PLE를 자신의 위치 추정에 이용하는 방식을 취하고 있다. 이때의 PLE는 인접한 앵커의 위치에서 측정된 것이기 때문에 실제 측정한 위치에서만 높은 신뢰성을 가지며, 그 외의 위치에서는 다른 값을 갖는 경우가 일반적이다. 따라서 인접한 앵커들을 참조하여 추정한 PLE를 센서 노드의 위치 추정에 직접적으로 이용하는 것은 위치 추정 시 오차를 발생 시키는 주요 원인이 된다. 본 논문에서는 센서 노드 스스로가 각각의 인접한 앵커들에 대한 PLE를 추정하고, 이를 이용하여 센서 노드의 위치를 추정하는 기법을 다루며, 특히, 추정된 센서 노드의 위치에서 각 앵커들까지의 거리를 기반으로 PLE를 반복적으로 재추정하도록 하여 위치 추정 오차를 줄이도록 하는, 반복 PLE 추정을 통한 위치 추정 기법을 제안한다. 성능평가에서는 제안된 기법이 기존의 방법보다 위치 추정 오차를 줄일 수 있음을 보였다.
