무선 애드 혹 네트워크에서 칼만 필터를 이용한 등방성 토폴로지 기반 위치추정 알고리즘

Abstract

기존에 제안된 Range-free 위치추정 알고리즘에서 무선 노드는 이미 알려진 앵커노드의 위치정보를 참조하고 노드 간 연결 관계를 나타내는 홉 수 정보를 거리정보로 사용하여 자신의 위치를 추정한다. 그러나 일반적으로 홉 수는 노드 간 실제 거리를 정확히 반영할 수 없고, 소수의 앵커노드만을 참조하기 때문에 일반적으로 네트워크 토폴로지가 불규칙한 환경에서 그 결과는 실제와 큰 오차를 갖는다. 본 논문에서는 무선 노드가 앵커노드의 위치정보뿐만 아니라, 한 홉 거리에 위치한 이웃노드의 위치정보를 주기적으로 참조함으로써 추정위치의 정확도를 향상시키는 위치추정 알고리즘을 제안한다. 무선 노드는 모든 이웃노드로부터 한 홉 거리에 동일하게 위치하므로 홉 거리에 따른 오차 제곱의 합은 모든 이웃노드와의 링크의 길이가 균일해지는 지점에서 최소화한다. 제안하는 알고리즘에서 모든 무선 노드는 앵커노드를 이용하여 일차 위치를 추정하고, 이후 무선 노드는 주기적으로 이웃노드의 위치를 바탕으로 용수철의 방법과 칼만 필터에 기반을 두어 모든 이웃노드 간 링크의 길이가 평균 거리에 평형을 이루는 위치를 추정한다. 시뮬레이션을 통해서 기존의 Range-free 위치추정 알고리즘과 제안하는 알고리즘의 성능을 비교 분석한다.