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Publicações do PESC

Título
Distâncias em Grafos Geométricos Aleatórios e suas Aplicações ao Problema da Localização em Redes de Sensores
Linha de pesquisa
Algoritmos e Combinatória
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
16/7/2010
Resumo

Neste trabalho, estudamos a correlação entre a distância euclidiana e o número de arestas no menor caminho entre dois vértices quaisquer de um grafo geométrico aleatório. Estabelecemos para estes dois parâmetros, através de caracterizações analíticas quando possível, a distribuição de probabilidade associada a cada um deles condicionada a um valor fixo do outro. Validamos todas as predições analíticas através de simulações. Estendemos os resultados por meio de um estudo sobre as distâncias euclidianas de densidade de probabilidade condicional máxima, as quais possuem especial interesse. Como aplicação dos resultados obtidos neste contexto, utilizamos a base teórica estabelecida para abordar um problema clássico: a localização em redes de sensores sem fio. Aprimoramos um dos métodos de localização mais robustos e eficazes encontrados na literatura, o DV-hop. Demonstramos, apoiados em simulações, que nossa versão modificada do DV-hop é superior em acurácia, converge mais rápido para a solução, possui menor necessidade de comunicação e processamento local, sendo mais eficiente no consumo de energia.

Abstract

In this work, we study the correlation between the Euclidean distance and the number of edges on a shortest path between any two vertices in a random geometric graph. For these two parameters, we establish, through analytical characterizations whenever possible, the probability distribution associated with each one of them, conditioned on a fixed value of the other. All analytical predictions are validated through simulations. We also extend our results by means of a study of the Euclidean distances of maximum conditional probability density, which are of special interest. As an application of the results obtained in this context, we profit from the established theoretical groundwork to approach a classic problem: the localization problem in wireless sensor networks. We improve on one of the most robust localization methods in the literature, the DV-hop. We demonstrate, supported by simulations, that our version of DV-hop achieves better accuracy, converges faster to solution, possesses reduced communication and local processing needs, and is more efficient in energy savings.

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