実際に無線ネットワークの送信機と受信機間の正確な距離を推定する方法

無線ネットワークにおける送信機と受信機の間の正確な距離の推定値を知りたいです。距離は計算できますか?正確な距離を見つけるにはどうすればいいですか。

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正確な距離の見積もり
追加された 著者 Callum Rogers,
あなたが送信機の強度を知っていて、あなたが受信機の感度を知っていれば、あなたは最大範囲を計算することができます。 (それが携帯電話のようなものであれば両方向)。私はあなたがGoogleにそれの助けを必要としないと確信しています。コスト分析を含むいくつかの許容可能な要素によってそれをディレーティングし、送信機がいくつ必要で、どれだけ離れている必要があるかを計算できます。
追加された 著者 Callum Rogers,
これが受け入れられない解決策ではない理由をあなたの投稿には何も述べられていません。巻尺からの距離を読みます。
追加された 著者 The Photon,
三角測量 - 2つの受信機が既知の距離だけ離れていて、送信機に角度をつけるための指向性アンテナと基本的な数学が少しあります。
追加された 著者 t billips,
「正確」とは何ですか?
追加された 著者 PlasmaHH,

4 答え

無線ネットワークの唯一の観測量は

  • メッセージの到着時刻
  • メッセージの内容

前者を使用して、距離を推定するために空中でのメッセージの飛行時間を測定できますが、それはメッセージが何時に送信されたかを正確に把握する必要があるということです。送信機と受信機が十分に同期したクロックを持っていると仮定すると、メッセージの内容からこれを得ることができます。これは、たとえばGPSの基本です。

送信機はまた、相互に合意した座標系におけるそれ自身の位置を報告することもできる。それから受信機はそれ自身の位置と送信機の位置との間の距離を直接計算することができる。繰り返しますが、GPSを使用して両方のユニットに必要なデータを提供できます。

Another observable is the received radio signal strength of the message, but this is a function of so many other things in addition to distance — antenna gain and orientation at both ends, multipath and RF absorption, transmitter power level calibration — that it effectively useless as a distance measurement.


もう一つの観測可能性について考えてみました:到着の方向。

受信機のアンテナが十分に指向性がある場合、それはそれ自身の向きに対する送信機の方向(角度)を測定することができる。少なくとも2つの異なる送信機(受信機がそれ自身の絶対的な向きを知っている場合)または3つの送信機(それが知らない場合)からの測定はそれがその位置を計算することを可能にする。送信機。

繰り返しますが、これはマルチパスによって簡単に混乱します。

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@Trevor:それは実装の詳細です。観測可能な について話しているだけです。特定の実装が何かを観察不可能にするならば、もちろんそれは使用できません。
追加された 著者 GSerg,
旅行時間の部分もうまく機能しない。他のユーザーの数を知っているユーザーとチャンネルを共有しているデジタルの世界では、送受信にかかる時間は大幅に異なります。
追加された 著者 Callum Rogers,
うん私はそれに気づいた、ちょうど私はあなたのすでに素晴らしい答えに追加すると思いました:)
追加された 著者 Callum Rogers,
信号強度は状況によっては使用できます。私はRSSIだけから妥当な3d位置(20mの範囲で10cm未満のRMS誤差)を得ることができました。しかし、そのシステムはオープンフィールドでしか機能せず、アンテナの利得パターンと方向、基地局のアンテナの高さ、さらには地面の水分含有量さえ考慮に入れなければなりませんでした。それはまた答えを得るためにたくさんのCPU数クランチ(6〜7年前に約20分)かかりました。現実の状況では、エリア周辺の信号レベルをカンニングしてマップしない限り、悪夢になります。
追加された 著者 Andrew,

それはすべてパスロス特性(パスロスモデルによって記述される)によって決まります。 @MadHatterによる前述の回答で述べたように、次のようになります。

受信電力=送信電力/ FSPL

dBまたは対数スケールでは、これは次の式と同じです

受信電力(dB)=送信電力(dB) - 10 * log(FSPL)

あなたは他のパラメータが与えられた 'd'について解くために上記の方程式を解くことができます。

パス損失が空き領域モデルによって与えられていない場合は、上記の式をそれに応じて書き直す必要があります。言い換えると、

受信電力(dB)=送信電力(dB) - 10 * log(損失)

損失は​​値 'd'に依存します。

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デジタルシステムでは、3つのトランスミッタ三辺測量を使用できます。

特定のデバイスからパケット信号が各タワーで受信されたときに正確な瞬間を検出している場合は、それぞれの差を計算して位置を計算できます。

正確さはあなたがそれをどれほどうまくそれを測定することができるかそしてあなたのタワークロックがどれくらい細かいかに依存する。

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@Andrew、その説明をありがとう...今日私は新しい単語を学びました:)
追加された 著者 Callum Rogers,
Nitpick - Triangulationは、あなたの位置を計算するために角度を測定するときです。あなたが飛行時間を使っているならば、あなたは距離に基づいて計算しています、それは三辺測量です。
追加された 著者 Andrew,

周波数と利用可能な送信機に応じて、あなたは信号電力に基づいて三辺測量をすることを試みることができます、さもなければそれが視線シングルTXシングルRXのようなものであるならサブGHz周波数

Google "free space path loss", there are many basic formulas, here is one from Wikipedia: enter image description here

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追加された
これがなぜ投票を下されたのか興味がありますか?この答えの技術的に何が問題になっていますか
追加された 著者 MadHatter,