旷地区，这些测距技术执行得很好。

然而，随着无线介质而变得更加复杂，例如，密集的城市或室内环境中，信道存在严重的多径传播和严重的阴影衰落环境。

这发现反过来说明了在对节点之间的距离估计对精度和性能的影响。

为此，本章将重点讨论在室内环境中的测距和定位。

这点很重要，因为许多应用程序设想在崎岖的地形和杂乱的环境中部署传感器，因此，对测距和定位性能的信道的影响的理解是很重要的。

此外，采用和在室内和城市地区进行测距是不可靠的。

因此，我们将重点讨论两个实用技术，和。

这两种测距技术，已经有在无线网络中使用的传统，它们对于在无线传感器网络定位有着很大的潜力。

测距适合于精确的室内定位是因为它只需要很少的文献并且不需要事先训练。

但是，通过使用这种技术，硬件会变得复杂精度的多径条件和系统带宽会敏感。

这种技术已经被实施在，，和系统应用上。

另方面，测量实现简单，对多径条件和系统的带宽不敏感。

此外，它不需要任何同步，可以与任何现有的无线系统协同工作，可以测量。

然而，对于准确的测量，锚或参考点的高密度是必要的，并且广泛的培训和昂贵的算法也是必需的。

测距已被用于在定位系统中，比如和。

本章首先介绍了基于测距的和所施加在无线通道的局限性。

然后它与专注于信道行为函数的的性能进行比较。

这里所介绍的在测距基本问题上的认识很重要，这是研究无线传感器网络定位的重要基础。

测距在测距中，传感器节点到另个节点间距离的测量是通过自由空间中的信号传播时延来估计的，信号传播在无线信号以光速为恒定速度。

图展示了两个节点间的测距。

测距的性能取决于直接路径的可用性信号。

例如，在信号中，短距离的线的视线的条件下，准确的估计是可行的。

然而，我们面临的挑战是，在非表现为网站的特异性和密集多径环境的条件下。

这些环境提出了些挑战。

图传感器间的测距第个由于多径分量所引起的腐化的估计，这是原始信号延迟和衰减的复制品，到达和合并接收器的移动估计。

第二个是由信号穿过障碍物引起的传播延迟，这增加了个正向偏置的估计。

第三是由于堵塞的的缺失，也被称为未发现的直接路径。

这种类型的引起的偏压通常是比前两大得多，同时由于橱柜，电梯，或通常在室内门附近，也会引起更大出错的概率。

为了分析基于测距的行为，最好采取个受欢迎的模型用来描述无线信道。

在个典型的室内环境中，传输信号将被分散，接收者节点将收到与原始信号不同振幅阶段和延误的副本信号。

在接收机，信号从所有这些路径结合，这种现象称为多径。

为了了解影响精度的渠道，我们常常借助于个用于描述多路径到达的模型。

这个模型描述了多路径通道，脉冲响应特征路径，到达各自的振幅和延误。

在数学上，它可以表示为个求和的多路径组件或到达，其中，代表的数量，，，分别是振幅，相位以及传播延迟的路径。

让和分别表示振幅和传播延迟。

传感器节点之间的距离和或锚是，是信号传播的速度。

在的缺席中，测距可以通过，分别由和给出的使用振幅和传播延迟的非直接的路径组件来达到机和接收机预计到达时间是，和的估计到达分别是和。

和在估计中分别导致米和厘米误差，这清晰说明的影响系统精度更高的带宽。

个重要的发现是这些测量结果是高带宽的改善时间域分辨率，它解决了到各自组件的脉冲，从而提高精度。

然而，反过来看，高分辨率便意味着较低的能量，这意味着更高机率的堵塞。

这意味着范围覆盖系统比更广。

虽然超宽频可以显著减少过度传播延迟引起的多径但是因为延迟变得更加具有挑战性和屏蔽材料的类型是无法提前知道的，并且它不能独自通过大带宽来减轻。

根据这些主要的误差贡献来理解的行为，对于实现有效的超宽频测距是很有必要的。

特别指出的是，无线传感器网络定位算法必须分析信道统计和试着识别减轻堵塞。

这导致了长的距离，其中。

为使接收机识别，最大的与信号的比例如下，它必须低于接收机动态范围的能力并且必须大于接收机灵敏度。

这些约束条件如下，，其中。

般来说，测距和定位精度受到测距误差的限制，其被定义为估计和实际的距离的差异那就是在室内环境中，节点将会体验种取决于可用性的不同的行为和具有堵塞特征对于的缺席。

它可能是基于以下测距状态的分类。

在下，和得到满足和距离的估计是非常准确的。

，其中，是在随机偏差引起的多路径，是由引起的传播延时的偏置，是个零，意味着添加剂测量噪声。

它已被证明的确是个函数的带宽和信号噪声比信噪比，而是依赖于介质的障碍。

当节点经历突然，阻塞，不满足和被些障碍所阻挡，它将它的能量放在在动态范围的接收机。

在这种情况下，同相比，测距估计将会有个更大的误差范围。

其中值得强调的是，测距是通过组件来实现的，然后由以下给出图宽带在范围的估计，，是个堵塞性质的确定性偏置。

与多路径偏置不同，但类似于由于传播延迟引起的偏置，取决于系统带宽的，并且信噪比都有自己的局限性上报信息。

般来说，这些测距状态可以被定义为，，图和提供样品通道配置文件的这两个测距情况。

基于测距的性能范围可以由最大下界确定，它已广泛地用于研究现有系统。

测距中的估计由确定，图在宽带为范围内的的测距其中是信号的观测时间，是信噪比是运作的频率，是系统带宽。

在实践中，可以通过测量获得长远的到达时间个宽带窄脉冲来获得，也可以通过使用或直接扩频技术。

直接扩频种基于直接扩频宽带信号的测距技术已经应用于和其他测距系统许多年了。

在这样个系统，个由已知的伪随机序列编码的信号是用来传播的和个交叉关联的接收器接收信号的与本地序列生成使用滑动相关器或个匹配滤波器。

发射机和接收机之间的距离是由到达时间的第个相关峰确定。

因为处理增益的相关性在接收机测距系统在同频带的性能远远好于竞争的系统抑制干扰其他无线电系统操作。

在这些有限的系统中，超级分辨率技术已经成功应用于测距。

结果表明，这些高分辨率算法可以提供改善的准确性。

超宽频带范围。

个有前途的可以用来替代系统是超宽带测距系统。

很明显，根据，在多径传播环境，测距的性能估计是逆相关系统带宽。

通过增加系统带宽即更窄的时间域脉冲导致更高的时间分辨率，从而有更好的测距精度。

因此，近年来这些系统已经引起了相当大的关注。

对于超宽频应用，规定分配个无照平频带，有两个建议直接序列超宽频和多频带正交频分复用。

前者是基于脉冲，利用大带宽，例如而后者占有带宽为。

这些系统的准确性的评估可以通过他们在多径信道的行为来检查。

在室内办公环境的测量由图的系统提供，类似于渠道。

为带宽，类似于更广泛的信道。

在发，，，，，，，，，，，，，，