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RSSI 测距
RSSI利用已知发射信号强度,接收点根据收到的信号强度,计算信号在传播过程中的损耗,使用理论或经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。常用的传播路径损耗模型有[4,5]:自由空间传播模型、对数距离路径损耗模型、哈它模型、对数-常态分布模型等。文中采用自由空间传播模型和对数-常态分布模型,用于分析和仿真。自由空间无线电传播路径损耗模型如下式:
式中:d为距信源的距离(km),f为频率(MHz),k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些变化。采用对数-常态分布模型将更加合理,式(2)计算节点收到锚节点信息的路径损耗。
式中:PL(d)为经过距离d后的路径损耗(dB);为平均值为0的高斯分布随机变数,其标准差范围为4~10。式中k的范围在2至5之间。取d=1m,带入式(1),可得到,即的值。这样根据上式可得各未知节点接收锚节点信号时的信号强度为:
RSSI=发射功率+天线增益-路径损耗(PL(d) )。
Cayley-Menger行列式及距离几何约束
距离几何理论中,Cayley-Menger行列式可以被用来处理不变空间的欧拉距离几何问题[6,7]。两个n点序列{ P1,…,Pn }和{ q1,…,qn }∈ Rm组成Cayley-Menger矩阵,且定义为:
其中,(i,j {1, …,n}为pi点和qj之间的欧式距离。两个n点序列的Cayley-Menger行列式定义为: