孔祥善,赵德光,王代华,张志杰

(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原 030051)

近年来,传感器技术与无线射频技术的融合,以及同互联网的连接,使得无线传感器网络作为新型的综合信息系统在测试测量中得到了广泛的应用。为了实现对布设环境中物理信号的监测,很多时候都需将无线传感器节点置于地表或低空环境中。然而,对于特殊的测试环境,即使没有复杂的地形地势,两点间的无线电波性能也会受到很大的影响[1]。目前,国内外对无线传感器网络信道传播特性与建模的研究已越来越关注,但现阶段的工作主要集中在水下和地下无线传感器网络等方面,对于地表无线传感器网络电波的传播特性还未给出明确的定义和具体的分析模型[2]。

那么针对地表无线传感器网络的信道特性还能否利用传统微蜂窝无线信道模型进行建模呢?本文基于此,对地表低空收发天线的路径损耗进行了现场实测,并对测试结果进行了线性拟合分析。最终得出了一些有助于研究低空无线传感网络中信号的传播特性和规律。

1 无线传播分析和对数损耗模型介绍

1.1 无线传播特性分析

无线电波主要通过直射波,反射波,绕射波,散射波和地表面波等的方式传播。在分析空旷地无线传播时主要考虑直射波和反射波的影响[3]。通常我们将无线信号的衰减分为路径损耗、阴影衰落和多径衰落三类。路径损耗与传播距离成正比;在传播的过程中无线电波遇到障碍物阻挡时,会产生服从对数正态分布的阴影衰落(慢衰落);信号在传播的过程中还会产生服从瑞利分布的多径衰落(快衰落)[4-5]。……