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基于接收信号强度定位

/positioning based on received signal strength/
条目作者曾庆化

曾庆化

最后更新 2024-01-06
浏览 130
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通过接收信号强度来测定信号点与接收点的距离,进而根据相应数据进行定位的一种定位技术。

英文名称
positioning based on received signal strength
所属学科
控制科学与工程

接收信号强度指示(received signal strength indication; RSSI)为无线发送层的可选部分,用来判定链接质量,以及是否增大广播发送强度。

传统的无线信号传播衰减模型为:


式中为离发射源距离为处接收到的RSSI值,单位为dBm,为发射端与接收端的距离,单位为m;为对应处未知节点接收到的RSSI强度值,单位为dBm,为参考距离,单位为m;为路径衰减指数,与周围环境和障碍物密切相关;表示标准差为的正态随机变量,单位为dBm。

无线信号传播衰减模型示意图无线信号传播衰减模型示意图

基于RSSI的定位技术是一种廉价的定位技术,借助的硬件设备较少,而且很多无线通信模块都可以直接提供RSSI值。因此,基于RSSI的定位方法得到广泛应用。定位算法主要分为以下两种类型。

一种收集网络中所有节点的接收信号强度值,推导出所有可通信节点间距离的相对距离的算法。该算法利用接收信号强度值来估算节点间距离,利用传感器节点的通信半径估算出所有可通信节点间的距离。该算法以可通信节点间距离为约束条件,将节点的定位问题转化为非线性规划问题,通过求解该规划问题得到未知节点的坐标,然后将节点的圆形通信区域近似为矩形,将节点定位的非线性规划的问题转化为线性规划问题,虽然转化的过程增加了一定的误差,但同时也降低了算法的计算复杂性,在误差允许的范围内,可以用线性规划的方法代替非线性规划的方法提高计算的效率。

要实现基于接收信号强度的无线传感器网络分布式定位算法,首先要通过一定的分簇算法对网络进行分簇,然后在各个簇内求得未知节点的坐标,进而完成对整个网络中节点的定位。

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