Positioning in mobile Ad-Hoc Networks

Analysis of Quantization-Effects in Distributed Positioning-Algorithms inMobile Ad-Hoc Networks

Semester Arbeit von S. Tschumi:

Semester Arbeit von E. Wandeler:

Betreut durch Jan Beutel

4. Juli 2002 Semester Arbeit von E. Wandeler und S. Tschumi 2

Inhaltsverzeichnis

• Messung des RSS Indicators• Simulation der Positionierung in

Ad-Hoc Netzwerken

• NetSim API• Demonstration von NetSim

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RSSI

RSSI = Receiver Signal Strength Indicator

Wert wird aus dem empfangenen Signal Strength eines anderen Netzwerk Knotens berechnet

Wird gebraucht zur Regulierung der Sendeleistung der Bluetooth Knoten

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Hardware

Bluetooth Application Toolkit mit USB interface

Bluetooth Application Toolkit mit UART interface

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Software

• BlueZ – Bluetooth Stack for LinuxInquiryVerbindung aufbauen Messen des RSSI

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Messort

Messraum des Instituts für Feldtheorie und Höchstfrequenztechnik Dach des ETZ

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Resultate

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Analyse der Resultate

• Anforderung an RSSI genügen für die Schätzung der Distanz nicht

• Grobe Einteilung in nah und fern möglich

• Die tatsächlich gemessenen Signal Strength Daten müssen herausgelesen werden

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Inhaltsverzeichnis

• Messung des RSS Indicators• Simulation der Positionierung in

Ad-Hoc Netzwerken

• NetSim API• Demonstration von NetSim

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Ziele der Simulation

• Einfluss der Quantisierung von Distanz Messungen

• Einfluss der Netzwerk Topologie

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Simulierte Positionsberechnung

x

y

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Einfluss der Quantisierung

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Einfluss von Randgebieten

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Einfluss der Anzahl Anker

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Grosse Fehler und Anzahl Anker

94%

6%0%

0%

3 Anker4 Anker5 Anker6 Anker

Anteil der simulierten Netzwerke die zu einem Positionierungsfehler von mehr als 1‘000% führten.

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Grosse Fehler und Topologie

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Erkenntnisse

• Bei kleiner Fehlerrate wirkt sich die Quantisierung negativ aus

• Bei grosser Fehlerrate bringt die Berechnung mit nur einem Quantisierungsschritt die besten Resultate

• Die Netzwerk-Topologie hat einen grossen Einfluss auf den Positionie-rungsfehler

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Inhaltsverzeichnis

• Messung des RSS Indicators• Simulation der Positionierung in

Ad-Hoc Netzwerken

• NetSim API• Demonstration von NetSim

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NetSim API

Ein Framework zur Simulation vonMobilen Ad-Hoc Netzwerken

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Ziele

• Flexibel• Erweiterbar• Parametrisierbar• Detaillierte Dokumentation• Einfache Datenanalyse

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Technologien

• Java, J2SDK 1.4• XML• Javadoc

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Grund-Architektur

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Worker Module

Node

Error Simulator

Distance QuantizorPosition Algorithm

Position Calculator

Position Estimator

Node Mobility

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Weitere Funktionen in NetSim

• XML basierte Parametrisierung• Konfigurierbares Logging• Matlab Export

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Inhaltsverzeichnis

• Messung des RSS Indicators• Simulation der Positionierung in

Ad-Hoc Netzwerken

• NetSim API• Demonstration von NetSim