一種基於接收信號強度的測距方法
2023-09-24 01:50:05 1
一種基於接收信號強度的測距方法
【專利摘要】本發明公開一種基於接收信號強度的測距方法及系統，其包括如下步驟：在測量帶寬上等間隔選取通信節點發射測量信號時依次使用的載波頻率，得到測量頻率序列；發射節點按照測量頻率序列發射測量信號;盲節點和參考節點在各測量頻率上完成RSS測量，得到與測量頻率序列對應的RSS序列；用測量頻率的平方加權盲節點和參考節點對應測量頻率上測得的RSS值，得到F2WRSS序列；根據盲節點和參考節點的F2WRSS序列，使用距離估計算法確定盲節點到發射節點的距離。採用本發明的方法，能夠快速、準確地測定地面布設的大規模無線傳感器網絡中節點的距離。
【專利說明】一種基於接收信號強度的測距方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於無線電測距【技術領域】，特別是一種用於地面布設的大規模無線傳感器網絡中節點測距定位的基於接收信號強度的無線電測距方法。【背景技術】
[0002]位置信息已經成為現代社會的關鍵基礎信息，在國民經濟、國防科技和日常生活中發揮著重要的作用。定位技術通常分為兩大類:基於測距的定位和非測距的定位。非測距的定位依靠節點間的連接信息來推測節點位置信息，定位精度不高。基於測距的定位一般基於某種距離量的測量來確定位置信息，通常定位精度較高，因此更適用提供高精度的位置服務。
[0003]在各種支持高精度定位的測距方法中，GPS等基於到達時間測距(TOA)對時鐘同步精度有很高要求；到達角度測距(AOA)則需要多個天線陣元。因此，這些測量方法會顯著增加通信節點的尺寸、功耗或製造成本。接收信號強度(RSS)在正常通信過程中可直接由射頻晶片中的RSSI寄存器中讀出，用RSS進行測距不會增加能耗，也無需改動硬體，是一種簡單的、低成本的測距方法。因此，基於RSS的測距和定位方法特別適合於大規模無線傳感網絡中節點的測距定位。
[0004]基於RSS的測距系統包含三種節點，其中，發射節點是測量信號的發射方，位置是已知的，通常也被稱作錨節點；參考節點是到錨節點距離已知的一個節點，是測量信號的接收方之一；盲節點是到發射節點距離未知的待測距節點，是測量信號的主要接收方。傳統的RSS測距方法(以下簡稱方法一)基於無線電信號的傳播模型，可用公式表示如下:
【權利要求】
1.一種基於接收信號強度的測距方法，其特徵在於，包括如下步驟: 10)配置測量頻率序列:在測量帶寬上等間隔分布通信節點發射測量信號時依次使用的載波頻率，得到測量頻率序列； 20)發射測量信號:發射節點按照測量頻率序列依次發射測量信號； 30)獲取RSS序列:盲節點和參考節點在各測量頻率上完成RSS測量，得到與測量頻率序列對應的RSS序列； 40)獲取F2WRSS序列:用測量頻率的平方加權盲節點和參考節點對應測量頻率上測得的RSS值，得到F2WRSS序列； 50)確定節點間距離:根據盲節點和參考節點的F2WRSS序列，使用距離估計算法確定盲節點到發射節點的距離。
2.根據權利要求1所述的基於接收信號強度的測距方法，其特徵在於，所述配置測量頻率序列(10)步驟中，測量頻率序列表示為:
fi = f0+i Δ f, i = O, I,..., N-1 ； 其中，f0為起始頻率，N為總的測量頻率個數，Λ f為相鄰載波頻率的間隔。
3.根據權利要求2所述的基於接收信號強度的測距方法，其特徵在於，所述獲取RSS序列(30)步驟包括: 31)盲節點和參考節點在各測量頻率上完成與發射節點的RSS測量； 32)獲取盲節點與測量頻率序列對應的RSS序列:
Pi, i = 0，1，...，Ν-1， 33)獲取參考節點與測量頻率序列對應的RSS序列:
P0 i，i = 0，1，...，N-10
4.根據權利要求3所述的基於接收信號強度的測距方法，其特徵在於，所述獲取F2WRSS序列(40)包括: 41)用測量頻率的平方加權盲節點對應測量頻率上測得的RSS值，得到F2WRSS序列:
Si = A2Pi, i = O, I,..., N-1 ； 42)用測量頻率的平方加權參考節點對應測量頻率上測得的RSS值，得到F2WRSS序列:
Scu = fi2Po,i^ i = 0，1，...，N-10
5.根據權利要求4所述的基於接收信號強度的測距方法，其特徵在於，所述確定節點間距離(50)步驟是採用距離估計算法確定盲節點到發射節點的距離，即
【文檔編號】H04B17/00GK103592624SQ201310593986
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】張騁, 齊望東, 劉鵬, 賀建民 申請人:中國人民解放軍理工大學