undefined

Adaptive range-based localization algorithm based on trilateration and reference node selection for outdoor wireless sensor networks

Julkaisuvuosi

2022

Tekijät

Luomala, Jari; Hakala, Ismo

Tiivistelmä

Locating the nodes of outdoor wireless sensor networks (WSNs) using (tri)lateration with a low-cost ranging technique, such as the received signal strength indicator (RSSI), often results in inaccurate location estimates. This can mostly be explained by the combined effect of distance estimate errors and localization geometry, both of which are subject to the reference nodes used. To develop techniques for reducing localization error, the distance estimate errors and localization geometry must be analyzed and taken into account. To address these challenges, this paper aims to seek ways to improve the quality of range-based trilateration localization for WSN nodes in varying outdoor conditions. Based on simulations, we analyze the effects of ranging error and localization geometry on localization error. For that purpose, we introduce a simple measure to evaluate the geometry of reference triangle (GRT). To improve localization accuracy and precision, we propose an adaptive range-based localization (ARBL) algorithm that is based on trilateration and reference node selection. In ARBL, the GRT values are calculated for each 3-combination of preselected reference node set, based on which the combinations are selected. The algorithm exploits these reference node 3-combinations aiming to find the best ones at a given time using a selection criteria that is based on ranging error and localization geometry. The simulation and experimental results indicate that the proposed algorithm reduces localization error considerably. This shows that it is possible to achieve sufficient localization accuracy using range-based trilateration localization, even based on the RSSI in challenging outdoor conditions, by employing applicable techniques and information.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Hakala Ismo Orcid -palvelun logo

Luomala Jari Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier BV

Volyymi

210

Artikkelinumero

108865

Julkaisu­foorumi

53938

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Alankomaat

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.comnet.2022.108865

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä