超低功耗短距離無線通信干擾源精準定位方法

向 巍

（杰創智能科技股份有限公司，廣東 廣州 510700）

0 引 言

我國電子技術發展迅速，各種便攜式通信設備和家用電器種類越來越多，因此誕生了短距離無線通信技術。超低功耗短距離無線通信干擾源精準定位方法，能夠突破時間和空間的限制，還可以促進通信行業的發展。通信在商業和社會經濟的發展中開始占有主角地位，人們對通信速度和傳輸容量也有較高要求，因此短距離的無線通信技術發揮了重要作用，現已成為人們交流的主要技術手段之一[1]。

1 短距離無線通信技術概念

無線通信技術在人們工作生活中扮演著關鍵的角色，低功耗與微型化是其主要優勢。其中短距離無線傳輸在很多領域獲得廣泛應用，它可以解決由于環境約束而不利于有線布置的問題。短距離無線通信技術的概念是不超過1 m 時利用的一種通信技術。其中包括計算機網絡電子技術和無線通信技術等，這些短距離無線通信的數據傳輸速率維持在100 Mb/s 的范圍內。低速短距離無線通信技術能夠保證數據傳輸速率在1 Mb/s 內。在局域網高速發展的過程中，也會出現多種多樣的短距離無線通信技術，其中有射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術、藍牙（Bluetooth）、紫蜂技術（ZigBee）、超寬帶（UWB）等，利用這些技術，可以有效促進短距離無線通信技術的快速發展[2]如圖1 所示。

圖1 通信定位基站

2 短距離無線通信技術的類型

2.1 射頻識別技術

射頻識別技術可以在同一個空間之內進行短距離傳輸，利用該技術可以科學地識別多種多樣的物體，并且可以將物體的形象展示出來，利用非直接接觸性操控方式展開具體工作。射頻技術主要有3 個部分，其中包括信息標簽和信息讀寫器。射頻識別系統可以有效讀取數據，且操作快捷，也可以很好地表達出多項信息傳遞領域，信息傳遞層次更加安全[3-5]。

2.2 藍牙技術

藍牙技術在短距離傳輸中，可以傳輸一些語音圖像，有效抗干擾，并且保證傳輸的質量，共享信息資源。基于藍牙系統，可以進一步構造一個完整的信息系統，搭建一個系統化無線通信網絡，加強信息傳輸工作效率。除此之外，利用藍牙技術能夠有效降低各方面工作成本，并且可以脫離電纜展開工作，保證信息傳輸的效率和質量。如果把藍牙技術應用于家電設備，使人們可以方便快捷地操控電器，提高人們的生活質量。但藍牙技術投放的成本量相對來講比較大，而且在實際應用中，也會存在一定的弊端，因此進一步提高遠距離的信息傳輸效率[6,7]。藍牙技術示意如圖2 所示。

圖2 藍牙技術

2.3 紫蜂技術

紫蜂技術屬于一種新型的技術，可以控制延時率，降低能源消耗，還可以減少投入成本，目前已被廣泛應用于多個領域。在移動設備中，利用紫蜂技術能夠進行遠距離傳輸，并且有更加精準的定位功能。紫峰技術還有龐大的儲存容量，廣泛的應用范圍，比如在智能化建筑領域、醫療領域以及軍事領域中，應用效果較好。

2.4 超寬帶技術

超寬帶技術用途范圍廣，價值突出，能夠高效傳輸一些信息，也可以讓測量工作更加的精準，另外能夠在無線監測工作中可以發揮其高效的優點。在無線通信領域，超寬帶技術可以廣泛應用于無線多媒體工作和網絡工作，發揮出智能化功能。通過利用超寬帶技術，也可以保證工作范圍的廣泛性[8]。

3 無線通信干擾源定位

3.1 對數衰減模型構建

無線通信網絡一般包含傳感器節點、匯聚節點以及管理節點3 部分[9]。傳感器節點在目標范圍內利用自組織形式收集信息并進行處理，此外還要與其他節點進行合作，共同完成其它工作。匯聚節點能夠與外部網絡相連，實現管理節點對網絡的訪問和管理。為實現干擾源準確定位，所有節點都處于靜止狀態，布置完網絡后，節點不再移動，即網絡運行過程中，節點位置固定。網絡運行過程中，節點能夠接收信號功率，并將其當做網絡信息進行通信。節點能夠在網絡運行時，結合具體情況更新鄰居節點列表。在無線通信過程中會出現路徑損耗現象，導致信號強度逐漸減小，如圖3 所示。

圖3 無線通信路徑

3.2 節點干擾判斷

干擾源距離不同，通信受到的干擾情況也不同。結點位置越接近干擾源，所受到的干擾越嚴重，甚至無法保持正常通信，導致網絡黑洞；而沒有受到干擾的節點，通信能力不會受到影響。鄰居列表中會減少遭到干擾的節點，這些節點在通信網絡中呈現環形分布，處在最大干擾區域。當網絡遭到不同程度干擾后，鄰居節點列表會出現一定改變，節點能夠結合網絡信息來判斷是否遭到干擾，根據上述出現的不同干擾情況，利用網格聚類方法明確干擾源數量，并對其所在區域進行初步劃分。

3.3 干擾源精準定位

在確定每個干擾源所在的區域后，針對運動干擾源，構建二次多項式運動模型。該模型在固定時間段內結合定位坐標、速度與加速度構建干擾源運動模型。由于節點采樣時間較短，參數不會出現較大變化，因此結合運動學理論，將上述運動模型變換為二次多項式干擾源運動模型，如果干擾源加速度固定，通過及時更新擬合數據即可抑制定位誤差，從而提高運動模型對干擾源運動的自適應性，如圖4 所示。

圖4 精準定位

4 結 論

隨著科學技術的發展，我國也在不斷完善短距離無線通信技術，以期能夠為社會發展帶來更多的保障。現階段，比較公認的技術還有網絡信息技術、無線通信技術，這些方法的使用范圍較大，導致使用人數逐步增加。