Published March 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Bayesian Multidimensional Scaling for Location Awareness in Hybrid-Internet of Underwater Things
- 1. University of Engineering and Technology Peshawar
- 2. Northern Border University
- 3. Hamad bin Khalifa University
Description
Localization of sensor nodes in the internet of underwater things (IoUT) is of considerable significance due to its various applications, such as navigation, data tagging, and detection of underwater objects. Therefore, in this paper, we propose a hybrid Bayesian multidimensional scaling (BMDS) based localization technique that can work on a fully hybrid IoUT network where the nodes can communicate using either optical, magnetic induction, and acoustic technologies. These communication technologies are already used for communication in the underwater environment; however, lacking localization solutions. Optical and magnetic induction communication achieves higher data rates for short communication. On the contrary, acoustic waves provide a low data rate for long-range underwater communication. The proposed method collectively uses optical, magnetic induction, and acoustic communication-based ranging to estimate the underwater sensor nodes' final locations. Moreover, we also analyze the proposed scheme by deriving the hybrid Cramer-Rao lower bound (H-CRLB). Simulation results provide a complete comparative analysis of the proposed method with the literature.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن توطين عقد المستشعر في إنترنت الأشياء تحت الماء (IoUT) له أهمية كبيرة بسبب تطبيقاته المختلفة، مثل الملاحة ووضع علامات البيانات والكشف عن الأجسام تحت الماء. لذلك، في هذه الورقة، نقترح تقنية توطين هجينة قائمة على التدرج البايزي متعدد الأبعاد (BMDS) والتي يمكن أن تعمل على شبكة IoUT هجينة بالكامل حيث يمكن للعقد التواصل باستخدام التقنيات البصرية والحث المغناطيسي والصوتية. تُستخدم تقنيات الاتصال هذه بالفعل للتواصل في البيئة تحت الماء ؛ ومع ذلك، تفتقر إلى حلول التوطين. يحقق الاتصال الحثي البصري والمغناطيسي معدلات بيانات أعلى للاتصال القصير. على العكس من ذلك، توفر الموجات الصوتية معدل بيانات منخفض للاتصال بعيد المدى تحت الماء. تستخدم الطريقة المقترحة بشكل جماعي نطاقًا بصريًا ومغناطيسيًا وصوتيًا قائمًا على الاتصال لتقدير المواقع النهائية لعقد المستشعر تحت الماء. علاوة على ذلك، نقوم أيضًا بتحليل المخطط المقترح من خلال اشتقاق الحد الأدنى الهجين Cramer - Rao (H - CRLB). توفر نتائج المحاكاة تحليلاً مقارناً كاملاً للطريقة المقترحة مع الأدبيات.Translated Description (French)
La localisation des nœuds de capteurs dans l'Internet des objets sous-marins (IoUT) est d'une importance considérable en raison de ses diverses applications, telles que la navigation, le marquage de données et la détection d'objets sous-marins. Par conséquent, dans cet article, nous proposons une technique de localisation basée sur la mise à l'échelle multidimensionnelle bayésienne hybride (BMDS) qui peut fonctionner sur un réseau IoUT entièrement hybride où les nœuds peuvent communiquer en utilisant des technologies optiques, d'induction magnétique et acoustiques. Ces technologies de communication sont déjà utilisées pour la communication dans l'environnement sous-marin ; cependant, il manque des solutions de localisation. La communication par induction optique et magnétique permet d'obtenir des débits de données plus élevés pour une communication courte. Au contraire, les ondes acoustiques fournissent un faible débit de données pour la communication sous-marine à longue portée. Le procédé proposé utilise collectivement une gamme basée sur l'induction optique, magnétique et la communication acoustique pour estimer les emplacements finaux des nœuds de capteurs sous-marins. De plus, nous analysons également le schéma proposé en dérivant la borne inférieure hybride Cramer-Rao (H-CRLB). Les résultats de la simulation fournissent une analyse comparative complète de la méthode proposée avec la littérature.Translated Description (Spanish)
La localización de nodos sensores en el internet de las cosas submarinas (IoUT) es de considerable importancia debido a sus diversas aplicaciones, como la navegación, el etiquetado de datos y la detección de objetos submarinos. Por lo tanto, en este documento, proponemos una técnica de localización basada en escalado multidimensional bayesiano híbrido (BMDS) que puede funcionar en una red IoUT totalmente híbrida donde los nodos pueden comunicarse utilizando tecnologías ópticas, de inducción magnética y acústicas. Estas tecnologías de comunicación ya se utilizan para la comunicación en el entorno submarino; sin embargo, carecen de soluciones de localización. La comunicación por inducción óptica y magnética logra velocidades de datos más altas para una comunicación corta. Por el contrario, las ondas acústicas proporcionan una baja velocidad de datos para la comunicación submarina de largo alcance. El método propuesto utiliza colectivamente la medición óptica, la inducción magnética y la comunicación acústica para estimar las ubicaciones finales de los nodos de sensores submarinos. Además, también analizamos el esquema propuesto derivando el límite inferior híbrido de Cramer-Rao (H-CRLB). Los resultados de la simulación proporcionan un análisis comparativo completo del método propuesto con la literatura.Files
30655194.pdf.pdf
Files
(16.6 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c4093b0ee663e5f4a30bf7acf53a19b8
|
16.6 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مقياس بايزي متعدد الأبعاد للتوعية بالموقع في الإنترنت الهجين للأشياء تحت الماء
- Translated title (French)
- Mise à l'échelle multidimensionnelle bayésienne pour la connaissance de la localisation dans l'Internet hybride des objets sous-marins
- Translated title (Spanish)
- Escalado Multidimensional Bayesiano para la Conciencia de la Ubicación en la Internet Híbrida de Cosas Subacuáticas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4230326120
- DOI
- 10.1109/jas.2021.1004356
References
- https://openalex.org/W1458087722
- https://openalex.org/W1965680834
- https://openalex.org/W1986445760
- https://openalex.org/W2001141328
- https://openalex.org/W2004874250
- https://openalex.org/W2014334166
- https://openalex.org/W2016639084
- https://openalex.org/W2017106094
- https://openalex.org/W2017290684
- https://openalex.org/W2036098206
- https://openalex.org/W2050824703
- https://openalex.org/W2068728923
- https://openalex.org/W2072833447
- https://openalex.org/W2099052762
- https://openalex.org/W2112795360
- https://openalex.org/W2123244794
- https://openalex.org/W2124178852
- https://openalex.org/W2137814624
- https://openalex.org/W2150572700
- https://openalex.org/W2154122080
- https://openalex.org/W2166237942
- https://openalex.org/W2289457733
- https://openalex.org/W2330152754
- https://openalex.org/W2333329814
- https://openalex.org/W2522085611
- https://openalex.org/W2542169461
- https://openalex.org/W2557998141
- https://openalex.org/W2614988589
- https://openalex.org/W2689797068
- https://openalex.org/W2722392453
- https://openalex.org/W2736914210
- https://openalex.org/W2776768503
- https://openalex.org/W2789554261
- https://openalex.org/W2801476520
- https://openalex.org/W2804231115
- https://openalex.org/W2804961103
- https://openalex.org/W2886208105
- https://openalex.org/W2909561558
- https://openalex.org/W2911388364
- https://openalex.org/W2911445260
- https://openalex.org/W2929634766
- https://openalex.org/W2952732400
- https://openalex.org/W2970816924
- https://openalex.org/W3009766995
- https://openalex.org/W3016299313
- https://openalex.org/W3017290121
- https://openalex.org/W3021195429
- https://openalex.org/W3024507341
- https://openalex.org/W3029042406
- https://openalex.org/W3035822232
- https://openalex.org/W3037350341
- https://openalex.org/W3045013275
- https://openalex.org/W3046046883
- https://openalex.org/W3085850716
- https://openalex.org/W3100890365
- https://openalex.org/W3127699022
- https://openalex.org/W4285719527