Investigation of Anchor-Free Localization in Network Simulator

Diplomová práce se zabývá problematikou lokalizace v bezdrátové senzorové síti. Je zaměřena na implementaci bezkotevní lokalizační techniky do simulačního prostředí NS2 a následné vyhodnocení její efektivnosti. V teoretickém úvodu je krátce shrnuta technologie IEEE802.15.4 a její nadstavba ZigBee. Dále jsou popsány metody lokalizace s kotevními body (ABL) a bezkotevní lokalizace (AFL). Jsou uvedeny existující metody měření vzdáleností síťových uzlů a popsány jejich klíčové vlastnosti. Také je věnována pozornost simulačnímu prostředí NS2, především pak začlenění standardu IEEE802.15.4 do jeho struktury. V části věnované bezkotevnímu lokalizačnímu algoritmu je popsán způsob hledání a výběru jednotlivých kotevních bodů. Je popsána i metoda následné optimalizace měřením vzdálenosti sousedních uzlů za použití Mass-Spring algoritmu. Dále je popsáno začlenění nového protokolu s názvem AFLOCAL do struktury NS2 a detailně rozebrána jeho činnost. Je popsán proces lokalizace a výpočtu souřadnic. Popsán je způsob simulace a vyhodnocení výsledků lokalizace. V závěru jsou shrnuty dosažené výsledky a formulovány vlastnosti navrhnutého protokolu AFLOCAL.This thesis deals with the issue of localization in wireless sensor networks. It focuses on the implementation Anchor-Free localization techniques to NS2 and evaluation of its effectiveness. In the theoretical introduction is summarized IEEE802.15.4 and ZigBee technology. The following chapter describes the Anchor-Based and Anchor-Free localization methods. Furthermore, existing methods of measuring the distance of network nodes are described. Also pay attention NS2 environment, especially the inclusion of standard IEEE802.15.4. The section devoted to Anchor-Free algorithm describes how to search and select anchor modes. It also described the method of optimization by measuring the distance of neighboring nodes using the Mass-Spring Algorithm. Next chapter describe the inclusion of a new protocol called AFLOCAL into NS2 and detailed analysis of its function. Next described the process of localization and calculating the coordinates. Described was aslo a method of simulation and evaluation of results. In conclusion, the results are summarized and formulated the characteristics of designed protocol AFLOCAL.