Resumen: Ad hoc posicionamiento usando AOA

Para ésta semana se nos pidió hacer un resumen de un documento científico, el documento que elegí va relacionado con el ad hoc buscando la posición de un sistema usando AOA:

"Ad Hoc Positioning System (APS) Using AOA"

Dragos, Niculescu and Badri Nath DATAMAN Lab Rutgers University

Ad hoc:
Es aquella red en la que no únicamente hay un nodo central, sino que todos los dispositivos que estan conectados en este mantienen las mismas condiciones y características. Esta es la forma más sencilla para el armado de una red.


Introducción:
Actualmente en la implementación de nuevas redes ad hoc sus características principales son un gran número de nodos.
En éste artículo se propone un método por el que los nodos en las redes ad hoc colaboran en la búsqueda de su posición y orientación de una pequeña fracción de la red.

El objetivo de éste artículo es mostrar que la posición ad hoc es posible con varias capacidades de localización, de forma independiente o en conjunto.
Un ejemplo aplicado esto en los sensores de los aviones que van en conjunto con otros al cruzar determinado campo.

AOA:
Es una colección de nodos ad hoc desplegado de tal manera que cualquier nodo sólo puede comunicarse directamente con sus nodos vecinos inmediatos dentro de la gama de radio. En el caso ideal, cuando la cobertura de radio de un nodo es circular, estas redes se modelan como grafos aleatorios de radio fijo. Se supone que cada nodo en nuestra red para tener un eje principal contra el que se notifican todos los ángulos y la capacidad para estimar con una precisión dada la dirección de la que un vecino está enviando datos.

AOA nodos capaces:
Capacidad AOA se logra generalmente mediante el uso de una red de antenas, teniendo un posible conflicto con en el tamaño de la antena y el consumo de potencia. Un pequeño nodo factor, de forma que cumpla las condiciones determinadas. Su teoría de operación se basa en la diferencia de tiempo de llegada y la diferencia de fase de llegada.
Si un nodo envía una señal de RF y una señal de ultrasonido al mismo tiempo, el nodo de destino podría inferir la gama para el nodo de origen sobre la base de la diferencia de tiempo de las llegadas. Con el fin de obtener el ángulo de llegada, cada nodo puede utilizar dos receptores de ultrasonido colocados a una distancia conocida entre sí, L. Al conocer los rangos x1, x2, y la distancia L, el nodo es capaz de inferir la orientación θ, con una precisión de 5º cuando el ángulo se encuentra entre ± 40º.

Triangulación usando AOA

Si conocemos las posiciones de los vértices de un triángulo y los ángulos en los que un punto interior de los vértices, se puede determinar la posición del punto interior. Éste mismo término aplica en la trilateración, la diferencia de éste es que si se conoce el ángulo BDA, ADC, y el BDC se puede encontrar su posición usando triangulación. Logrando ésto mediante la búsqueda de la intersección de los tres círculos determinados por los puntos de referencia y los ángulos conocidos.

Propuesta en el problema de Ad hoc
Cuando nos encontramos en una red ad hoc el problema es que un nodo sólo puede comunicarse con sus vecinos más cercanos y no siempre pueden ser puntos de referencia. Lo que se busca en ésto es la diferencia entre dos conceptos principales: vector de distancia (DV) de enrutamiento y el posicionamiento de GPS

Control de errores:
Mencionando que todas las mediciones de apoyo están afectados por errores, el reenvío en realidad puede agrandarse con errores más pequeños en los errores más grandes. Lo que se puede hacer para evitar es medir la inferencia basada en ángulos pequeños o en triángulos degenerados, lo que limita la propagación de los paquetes de DV con un esquema de TTL simple y eliminación de los valores atípicos en estimación de la posición.

Movilidad de nodos
APS tiene como objetivo mantener una complejidad baja de señalización en la red de eventos cambia la topología ligeramente. Cuando un nodo se mueve, será capaz de obtener las actualizaciones de vector de distancia de sus nuevos vecinos y triangular para obtener su nueva posición, por lo tanto, la comunicación sigue siendo localizada a los nodos que son realmente móvil.
La movilidad subsiguiente de la red se apoya, siempre y cuando una fracción suficiente de nodos permanece fija en un momento dado para servir versiones de los nodos móviles.


Conclusiones
Gracias a este paper pude identificar que este tipo de posicionamiento se puede mencionar que un sistema de posicionamiento por demanda sería más apropiado para estos casos. Otro de los casos donde se puede aplicar es en la investigación de robótica móvil usando sus sensores como acelrómetros y giroscopios donde un nodo no tiene suficientes vecinos para obtener lecturas de orientación suficientes, o el nodo desea permanecer en un estado inactivo por razones de seguridad o conservación de energía. En estos casos podría usarse para deducir una estimación de la posición actual sobre la base de la última posición triangulada.


Referencia:
Ad Hoc Positioning System (APS) Using AO, Dragos, Niculescu and Badri Nath DATAMAN Lab Rutgers University