Outdoor propagation of signals between wireless sensor nodes
Zlatan Ganev
In this paper we present outdoor propagation of wireless sensor nodes in different scenarios. We observe some cases in which we measure Received Signal Strength (RSS) and then by calculations we find the Path Loss (PL) of the signal, the Path Loss constant (n), and the Standard Deviation (σ). Additional losses are caused by refractions from the ground and the trees. In practice, the values of (n) and (σ) are computed from measured data, using linear regression, such that the difference between the measured and estimated path losses is minimized in a mean square error sense (MMSE method) over a wide range of measurement locations and T-R separations. Log-normal shadowing model is used in for predicting large-scale coverage for wireless sensor networks and is derived out of a combination of analytical and empirical methods. This model implies that measured signal levels at a specific T-R separation have a Gaussian (normal) distribution about the distance-dependent mean, where the measured signal levels (received power) have values in dBm units. The standard deviation of the Gaussian distribution that describes the shadowing has also units in dBm. Thus, the random effects of shadowing are easily accounted for the case of Gaussian.
В тази статия са разгледани различни случаи за предаване на данни между безжични сензорни възли, разположени в отворени пространства. В направените експерименти се измерва Силата на Приетия Сигнал (RSS) и след това чрез изчисления са намерени Загубите при предаване на сигналите (PL), Константата на Загубите (n), Стандартното отклонение (σ). Допълнителните загуби са причинени от отразяването на сигнала от земята и от дърветата. В практиката, стойностите на (n) и (σ) се изчисляват чрез линейна регресия, по метода на „най-малките квадрати“, като се използват резултатите от направените измервания на определена дистанция между предавателя и приемника. Използван е моделът „Log-normal shadowing model“ за прогнозиране на обсега на покритие на безжични сензорни мрежи, който се базира на аналитични и емпирични методи. При този модел е характерно, че нивата на измерените сигнали имат Гаусово (нормално) разпределение с нулева средна стойност, където измерените нива на сигнала (приетата мощност) се отчита в dBm. Стандартното отклонение на Гаусовото разпределение, която отчита засенчването също се измерва в dBm. По този начин случайните процеси при засенчването се отчитат по метода на Гаус.
Cite this article as:
Ganev Z. K. Outdoor propagation of signals between wireless sensor nodes. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 51 (9-10), 2016, pp. 1-5, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
