RSSI测距原理研究

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RSSI测距原理研究

作者：钱伟捷

来源：《知识窗·教师版》2014年第07期

由于传感器网络通常要在无人干预的情况下大规模地随机部署在环境恶劣、人类无法或不宜接近的区域，如战场、火山口附近，故节点受制造成本、体积、重量等条件的限制，单个

节点所能承载的能量是非常有限的，且不易得到补充，所以在人工部署时确定节点位置是不现实的。如果在每个节点上装备GPS定位系统，尽管目前已经开发出了单芯片的GPS解决方案，并可集成到MICAl6J系列节点上，但因其造价昂贵，与传感器网络节点廉价且需大量部

署的特点相矛盾。因此，针对无线传感器网络的特点，人们必须设计出独特的测距算法，而RSSI测距就是其中之一。

一、RSSI测距原理

无线信号传输普遍采用的理论模型是渐变模型（Shadowing Model）。

[p（d）]dbm=[p（d0）]dbm-10nlog10（）+xdbm （1）

式子中，p（d）表示距离发射机为d时，接收端接收到的信号强度，即RSSI值；p（d0）表示距离发射机为d0时接收端接收到的信号功率；d0为参考距离；n是路径损耗（Pass Loss）指数，通常由实际测量得到，障碍物越多，n值越大，从而接收到的平均能量下降速度会随着距离的增加而变得越来越快：X是一个以dbm为单位，平均值为0的高斯随机变量，反映了当距离一定时，接收到的能量的变化。

实际应用中，一般采用简化的渐变模型：

[p（d）]dbm=[p（d0）]dbm-10nlog10（）（2）

为便于表达和计算，通常取d0为1 m，于是可得：

[p（d）]dbm=A-10nlog10d （3）

把[p（d）]dbm写成RSSI的形式得到：

RSSI=A-10nlog10d （4）

其中，A为无线收发节点相距1m时，接收节点接收到的无线信号强度RSSI值。式（4）就是RSSI测距的经典模型，给出了RSSI和d的函数关系，所以已知接收机接收到的RSSI值就可以算出它和发射机之间的距离。A和n都是经验值，和具体使用的硬件节点以及无线信号传播的环境密切相关，因此在不同的实际环境下A和n因参数不同，其测距模型也不同。