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無線網路pl

發布時間: 2024-08-12 17:43:10

Ⅰ 在無線感測器網路中,如何根據接收信號的強度來判斷發送者的距離有具體的計算公式么

基於RSSI的定位
RSSI測量,一般利用信號傳播的經驗模型與理論模型。
對於經驗模型,在實際定位前,先選取若干測試點,記錄在這些點各基站收到的信號強度,建立各個點上的位置和信號強度關系的離線資料庫(x,y,ss1,ss2,ss3)。在實際定位時,根據測得的信號強度(ss1′,ss2′,ss3′)和資料庫中記錄的信號強度進行比較,信號強度均方差最小的那個點的坐標作為節點的坐標。
對於理論模型,常採用無線電傳播路徑損耗模型進行分析。常用的傳播路徑損耗模型有:自由空間傳播模型、對數距離路徑損耗模型、哈它模型、對數一常態分布模型等。自由空間無線電傳播路徑損耗模型為:

式中,d為距信源的距離,單位為km;f為頻率,單位為MHz;k為路徑衰減因子。其他的模型模擬現實環境,但與現實環境還是有一定的差距。比如對數一常態分布模型,其路徑損耗的計算公式為:

式中,Xσ是平均值為O的高斯分布隨機變數,其標准差范圍為4~10;k的范圍在2~5之間。取d=1,代入式(1)可得,LOSS,即PL(d0)的值。此時各未知節點接收錨節點信號時的信號強度為:

RSSI=發射功率+天線增益一路徑損耗(PL(d))
2.2 基於RSSI的三角形質心定位演算法的數學模型
不論哪種模型,計算出的接收信號強度總與實際情況下有誤差,因為實際環境的復雜性,換算出的錨節點到未知節點的距離d總是大於實際兩節點間的距離。如圖1所示,錨節點A,B,C,未知節點D,根據RSSI模型計算出的節點A和D的距離為rA;節點B和D的距離為rB;節點C和D的距離為rC。分別以A,B,C為圓心;rA,rB,rC為半徑畫圓,可得交疊區域。這里的三角形質心定位演算法的基本思想是:計算三圓交疊區域的3個特徵點的坐標,以這三個點為三角形的頂點,未知點即為三角形質心,如圖2所示,特徵點為E,F,G,特徵點E點的計算方法為:

同理,可計算出F,G,此時未知點的坐標為由模擬得,在圖2中,實際點為D;三角形質心演算法出的估計點為M;三邊測量法算出的估計點為N。可知,三角形質心演算法的准確度更高。

3 基於RSSI的三角形質心演算法過程
3.1 步驟
(1)錨節點周期性向周圍廣播信息,信息中包括自身節點ID及坐標。普通節點收到該信息後,對同一錨節點的RSSI取均值。
(2)當普通節點收集到一定數量的錨節點信息時,不再接收新信息。普通節點根據RSSI從強到弱對錨節點排序,並建立RSSI值與節點到錨節點距離的映射。建立3個集合。
錨節點集合:

(3)選取RSSI值大的前幾個錨節點進行自身定位計算。
在B_set:中優先選擇RSSI值大的信標節點組合成下面的錨節點集合,這是提高定位精度的關鍵。

對錨節點集合,依次根據(3)式算出3個交點的坐標,最後由質心演算法,得出未知節點坐標。
(4)對求出的未知節點坐標集合取平均,得未知節點坐標。
3.2 誤差定義
定義定位誤差為ER,假設得到的未知節點的坐標為(xm,ym),其真實位置為(x,y),則定位誤差ER為:

4 仿 真
利用Matlab模擬工具模擬三角形質心演算法,考察該演算法的性能。假設在100 m×100 m的正方形區域內,36個錨節點均勻分布,未知節點70個,分別用三邊測量法和三角形質心定位演算法進行模擬,模擬結果如圖3所示。由圖3可知,三角形質心演算法比三邊測量法,定位精度更高,當測距誤差變大時,用三角形質心演算法得出的平均定位誤差比用三邊測量法得出的小得多。

5 結 語
在此提出了將RSSI方法和三角形質心定位演算法相結合的方法,通過模擬實驗,將該演算法和三邊測量演算法相比較,證明了該演算法的優越性。下一步將研究在錨節點數量不同時的平均定位誤差。

Ⅱ 無線電波,為什麼頻率越高,傳輸距離越短

高頻段頻率資源豐富,系統容量大,但是頻率越高,傳播損耗越大,覆蓋距離越近,繞射能力越弱。另外,頻率越高,技術難度也越大,系統的成本相應提高。

頻率越低,傳播損耗越小,覆蓋距離越遠,繞射能力也越強。但是低頻段的頻率資源緊張,系統容量有限,因此低頻段的無線電波主要應用於廣播、電視、尋呼等系統。



(2)無線網路pl擴展閱讀

不同波長(或頻率)的無線電波,傳播特性往往不同,應用於通信的范圍也不相同。

長波傳播:距離300km以內主要是靠地波,遠距離(2000km)傳播主要靠天波。用長波通信時,在接收點的場強穩定,但由於表面波衰減慢,對其它收信台干擾大。

中波傳播:白天天波衰減大,被電離層吸收,主要靠地波傳播,夜晚天波參加傳播,傳播距離較地波遠,它主要用於船舶與導航通信,波長為2000—200m的中波主要用於廣播。

短波傳播:有地波也有天波。但由於短波的頻率較高,地面吸收強烈,地表面波衰減很快,短波的地波傳播只有幾十公里。天波在電離層中的損耗減少,常利用天波進行遠距離通信和廣播。但由於電離層不穩定,通信質量不佳,短波主要用於電話電報通信,廣播及業余電台。

超短波傳播:由於超短波頻率很高,而地波的衰減很大,電波穿入電離層很深乃至穿出電離層,使電波不能反射回來,所以不能利用地表面波和天波的傳播方式,主要用空間波傳播。超短波主要用於調頻廣播、電視,雷達、導航傳真、中繼、移動通信等。