目前在市面上有多种定位系统,包括 、 等,以及最新的 定位系统。从
定位原理上分析,一般的定位系统都可以归纳到基于时间的系统、基于信号强度系统,而
这两类系统都有着各自的共性。下面以这两种系统的典型代表 系统(基于时间)和
系统(基于信号强度)进行比较,从而得出其是否适用的结论。
以下对比均设定 系统和 系统的射频功率为 。
一、 测量原理
从原理上说,任何定位系统首先需要获取邻节点之间的距离。 采用 的测量
方法,获取双向传输的时间,进而获取节点距离; 采用测算节点之间连接信号强
度的方法,利用无线信号的空间传输衰减模型估算出节点间传输距离。
图 基于 算法距离测量原理
图 基于 信号传输衰减模型的测量原理
从上述图 可以看出, 进行了精确的双向到达时间测量以及内部反应时间测量。
由于采用了高质量的时钟电路,精确度可以达到 因而实际测量精确度可以达到
以下。
图 显示了 进行 测量估算的原理。这种测量是区域性的,和节点前端
的低噪音处理电路有很大关系。空间自由传输模型的 衰减估算公式如下:
!"#!"#$%
其中, 为节点距离(单位为 "),$ 为频率,单位为 &'(;" 为路径衰减因子。在实
际应用环境中,由于多径、绕射、障碍物等因素,无线电传播路径损耗与理论值相比有较
大变化。而由于在不同的空间环境中,上述干扰因素是不确定的,) 因子具有较大的不确
定性。有研究人员对环境干扰进行进一步的处理,期望获取更接近于实际空间传输特性的
模型,如用对数常态分布模型。进一步用对数常态分布模型绘制 曲线图观察,发
现有如下的明显结论:
. 节点到信号源的距离越近,由 值的偏差产生的绝对距离误差越小;
. 而当距离大于 * 时,由于环境随机数 +, 的影响,由 波动造成的绝对距离
误差将会很大;
图 衰减模型(接收强度接收距离)
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