一种基于接收信号强度的测距方法
【专利摘要】本发明公开一种基于接收信号强度的测距方法及系统，其包括如下步骤：在测量带宽上等间隔选取通信节点发射测量信号时依次使用的载波频率，得到测量频率序列；发射节点按照测量频率序列发射测量信号;盲节点和参考节点在各测量频率上完成RSS测量，得到与测量频率序列对应的RSS序列；用测量频率的平方加权盲节点和参考节点对应测量频率上测得的RSS值，得到F2WRSS序列；根据盲节点和参考节点的F2WRSS序列，使用距离估计算法确定盲节点到发射节点的距离。采用本发明的方法，能够快速、准确地测定地面布设的大规模无线传感器网络中节点的距离。
【专利说明】一种基于接收信号强度的测距方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线电测距【技术领域】，特别是一种用于地面布设的大规模无线传感器网络中节点测距定位的基于接收信号强度的无线电测距方法。【背景技术】
[0002]位置信息已经成为现代社会的关键基础信息，在国民经济、国防科技和日常生活中发挥着重要的作用。定位技术通常分为两大类:基于测距的定位和非测距的定位。非测距的定位依靠节点间的连接信息来推测节点位置信息，定位精度不高。基于测距的定位一般基于某种距离量的测量来确定位置信息，通常定位精度较高，因此更适用提供高精度的位置服务。
[0003]在各种支持高精度定位的测距方法中，GPS等基于到达时间测距(TOA)对时钟同步精度有很高要求；到达角度测距(AOA)则需要多个天线阵元。因此，这些测量方法会显著增加通信节点的尺寸、功耗或制造成本。接收信号强度(RSS)在正常通信过程中可直接由射频芯片中的RSSI寄存器中读出，用RSS进行测距不会增加能耗，也无需改动硬件，是一种简单的、低成本的测距方法。因此，基于RSS的测距和定位方法特别适合于大规模无线传感网络中节点的测距定位。
[0004]基于RSS的测距系统包含三种节点，其中，发射节点是测量信号的发射方，位置是已知的，通常也被称作锚节点；参考节点是到锚节点距离已知的一个节点，是测量信号的接收方之一；盲节点是到发射节点距离未知的待测距节点，是测量信号的主要接收方。传统的RSS测距方法(以下简称方法一)基于无线电信号的传播模型，可用公式表示如下:
【权利要求】
1.一种基于接收信号强度的测距方法，其特征在于，包括如下步骤: 10)配置测量频率序列:在测量带宽上等间隔分布通信节点发射测量信号时依次使用的载波频率，得到测量频率序列； 20)发射测量信号:发射节点按照测量频率序列依次发射测量信号； 30)获取RSS序列:盲节点和参考节点在各测量频率上完成RSS测量，得到与测量频率序列对应的RSS序列； 40)获取F2WRSS序列:用测量频率的平方加权盲节点和参考节点对应测量频率上测得的RSS值，得到F2WRSS序列； 50)确定节点间距离:根据盲节点和参考节点的F2WRSS序列，使用距离估计算法确定盲节点到发射节点的距离。
2.根据权利要求1所述的基于接收信号强度的测距方法，其特征在于，所述配置测量频率序列(10)步骤中，测量频率序列表示为:
fi = f0+i Δ f, i = O, I,..., N-1 ； 其中，f0为起始频率，N为总的测量频率个数，Λ f为相邻载波频率的间隔。
3.根据权利要求2所述的基于接收信号强度的测距方法，其特征在于，所述获取RSS序列(30)步骤包括: 31)盲节点和参考节点在各测量频率上完成与发射节点的RSS测量； 32)获取盲节点与测量频率序列对应的RSS序列:
Pi, i = 0，1，...，Ν-1， 33)获取参考节点与测量频率序列对应的RSS序列:
P0 i，i = 0，1，...，N-10
4.根据权利要求3所述的基于接收信号强度的测距方法，其特征在于，所述获取F2WRSS序列(40)包括: 41)用测量频率的平方加权盲节点对应测量频率上测得的RSS值，得到F2WRSS序列:
Si = A2Pi, i = O, I,..., N-1 ； 42)用测量频率的平方加权参考节点对应测量频率上测得的RSS值，得到F2WRSS序列:
Scu = fi2Po,i^ i = 0，1，...，N-10
5.根据权利要求4所述的基于接收信号强度的测距方法，其特征在于，所述确定节点间距离(50)步骤是采用距离估计算法确定盲节点到发射节点的距离，即
【文档编号】H04B17/00GK103592624SQ201310593986
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】张骋, 齐望东, 刘鹏, 贺建民 申请人:中国人民解放军理工大学