Localização Otimizada em Redes de Sensores sem Fio: A Abordagem da Razão Áurea

Um artigo recente disponível no arquivo arXiv, sob a identificação arXiv:2506.22464, apresenta uma proposta inovadora para a localização de nós em Redes de Sensores sem Fio (WSNs). Intitulado "Golden Ratio Assisted Localization for Wireless Sensor Network" (Localização Assistida pela Razão Áurea para Redes de Sensores sem Fio), o estudo introduz um novo algoritmo de localização chamado GRL (Golden Ratio Localization).

Redes de Sensores sem Fio são componentes fundamentais em diversas aplicações, desde agricultura de precisão até cidades inteligentes, mas a localização precisa dos nós sensores é um desafio central. Métodos baseados em GPS frequentemente não são viáveis devido ao alto consumo de energia ou limitações em ambientes internos.

O algoritmo GRL proposto neste trabalho busca otimizar tanto a disposição dos nós quanto o alcance da comunicação, aproveitando as propriedades matemáticas da Razão Áurea (ϕ ≈ 1.618). A abordagem GRL incorpora o uso da Razão Áurea no posicionamento dos nós âncora e utiliza ponderações sensíveis ao número de saltos (hops) baseadas em expoentes de ϕ. O objetivo principal é melhorar a precisão da localização enquanto se minimiza o consumo de energia, um fator crítico em WSNs com recursos limitados.

Para validar a eficácia do GRL, foram realizadas simulações extensivas em um campo de sensores de 100 m x 100 m, contendo 100 nós sensores e 10 nós âncora. Os resultados das simulações demonstraram que o GRL alcançou um erro médio de localização de 2,35 metros. Esse desempenho superou algoritmos de localização convencionais como o DV-Hop, que apresentou um erro médio de 3,87 metros, e o Centroid, com 4,95 metros.

Além da precisão, o estudo também avaliou a eficiência energética. O GRL reduziu o consumo de energia para localização para 1,12 µJ por nó. Em comparação, o DV-Hop consumiu 1,78 µJ por nó e o Centroid, 1,45 µJ por nó.

Esses resultados indicam que o algoritmo GRL oferece uma abordagem de localização mais equilibrada e eficiente. A utilização da Razão Áurea na otimização da disposição dos nós âncora e no processo de estimação da localização contribui para a redução do erro e do consumo energético. As métricas avaliadas incluíram erro de localização, consumo de energia por localização e contagem média de saltos, fornecendo uma visão abrangente do desempenho.

Em suma, o artigo conclui que o GRL se mostra particularmente adequado para implantações de WSNs em larga escala e com restrições de energia, oferecendo melhorias significativas em relação a métodos de localização existentes. O trabalho se enquadra nas categorias de Arquitetura de Redes e Internet (cs.NI) e Interação Humano-Computador (cs.HC) no arquivo arXiv.

Fonte: https://arxiv.org/pdf/2506.22464