Nghiên Cứu Giải Pháp Tăng Độ Chính Xác Của Kỹ Thuật Định Vị Bằng Phương Pháp DRSSI

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật viễn thông nghiên cứu giải pháp tăng độ chính xác của kỹ thuật định vị bằng phương pháp, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Lê Hải Toàn
• Người hướng dẫn: TS. Lương Vinh Quốc Danh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
• Đề tài: Nghiên Cứu Giải Pháp Tăng Độ Chính Xác Của Kỹ Thuật Định Vị Bằng Phương Pháp DRSSI
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Kỹ Thuật Định Vị DRSSI Giới Thiệu Chi Tiết

Kỹ thuật định vị DRSSI (Differential Received Signal Strength Indicator) đang ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh các ứng dụng không dây phát triển mạnh mẽ. Phương pháp này sử dụng sự khác biệt về cường độ tín hiệu thu được từ các trạm thu khác nhau để xác định vị trí của nguồn phát, đặc biệt hữu ích trong trường hợp không biết trước công suất phát của nguồn. Ưu điểm của DRSSI là tính đơn giản, chi phí thấp và tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như định vị trong nhà, theo dõi tài sản, và quản lý kho vận. Tuy nhiên, độ chính xác của định vị DRSSI chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiều yếu tố như nhiễu, fading, và sự thay đổi của môi trường truyền dẫn. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp nâng cao độ chính xác định vị là vô cùng cần thiết để khai thác tối đa tiềm năng của kỹ thuật này. Theo nghiên cứu của Lê Hải Toàn (2018), “tính chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào số lượng trạm phát sóng không dây và chất lượng của thông số RSSI”.

1.1. Ưu Điểm Nổi Bật của Phương Pháp Định Vị DRSSI

Phương pháp định vị DRSSI nổi bật với ưu điểm không yêu cầu thông tin về công suất phát của nguồn, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng thực tế nơi thông tin này thường không có sẵn hoặc không chính xác. Hơn nữa, hệ thống DRSSI có thể triển khai với chi phí thấp hơn so với các phương pháp khác như định vị vệ tinh (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou) hoặc sử dụng các cảm biến quán tính (IMU). Hệ thống đơn giản hơn, dễ triển khai và bảo trì, đồng thời không phụ thuộc vào điều kiện ánh sáng hoặc tầm nhìn trực tiếp. Ứng dụng DRSSI đặc biệt phù hợp cho môi trường trong nhà, nơi tín hiệu định vị vệ tinh bị suy yếu hoặc chặn hoàn toàn.

1.2. Thách Thức Về Độ Chính Xác Định Vị Của DRSSI

Mặc dù có nhiều ưu điểm, kỹ thuật định vị DRSSI vẫn đối mặt với những thách thức lớn về độ chính xác định vị. Sự biến động của tín hiệu vô tuyến trong môi trường thực tế, đặc biệt là trong môi trường đa đường, gây ra sai số lớn trong việc ước lượng khoảng cách từ cường độ tín hiệu thu được. Các yếu tố như nhiễu, fading, và sự thay đổi của môi trường truyền dẫn (ví dụ: sự di chuyển của người hoặc vật thể) đều ảnh hưởng đến độ tin cậy định vị. Do đó, cần có các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố này và nâng cao độ chính xác định vị cho DRSSI.

II. Phân Tích Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Sai Số Định Vị DRSSI

Để nâng cao độ chính xác kỹ thuật định vị bằng DRSSI, cần phải hiểu rõ các yếu tố gây ra sai số định vị. Các yếu tố này có thể được chia thành hai nhóm chính: sai số do mô hình truyền sóng không chính xác và sai số do nhiễu và biến động của tín hiệu. Mô hình truyền sóng thường được sử dụng trong DRSSI là mô hình đường truyền tự do, nhưng mô hình này không phản ánh chính xác các đặc tính của môi trường truyền dẫn thực tế, đặc biệt là trong môi trường trong nhà với nhiều vật cản và phản xạ. Nhiễu và biến động của tín hiệu, bao gồm nhiễu nhiệt, nhiễu từ các thiết bị điện tử khác, và fading do đa đường, cũng gây ra sai số đáng kể trong việc ước lượng cường độ tín hiệu.

2.1. Ảnh Hưởng Của Môi Trường Truyền Dẫn Đến Độ Chính Xác Định Vị

Môi trường truyền dẫn đóng vai trò quan trọng trong việc xác định độ chính xác định vị của DRSSI. Trong môi trường trong nhà, tín hiệu vô tuyến thường bị suy yếu và phản xạ do các bức tường, đồ đạc, và các vật thể khác. Hiện tượng đa đường, khi tín hiệu đến trạm thu theo nhiều đường khác nhau, gây ra fading và làm sai lệch giá trị RSSI. Các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ, và sự hiện diện của người hoặc vật thể di chuyển cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác định vị. Cần có các mô hình truyền sóng phức tạp hơn và các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến để giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường truyền dẫn.

2.2. Tác Động Của Nhiễu Và Fading Đến Tín Hiệu Định Vị DRSSI

Nhiễu và fading là hai yếu tố chính gây ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu trong định vị DRSSI. Nhiễu có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm nhiễu nhiệt, nhiễu từ các thiết bị điện tử khác, và nhiễu từ các nguồn tín hiệu vô tuyến khác. Fading, đặc biệt là fading đa đường, xảy ra khi tín hiệu đến trạm thu theo nhiều đường khác nhau với các pha khác nhau, gây ra sự giao thoa và làm suy yếu tín hiệu. Để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu và fading, có thể sử dụng các kỹ thuật lọc tín hiệu, điều chế tín hiệu, và kết hợp đa dạng.

III. Phương Pháp Lọc Kalman Nâng Cao Độ Chính Xác Định Vị DRSSI

Một trong những phương pháp hiệu quả để cải thiện độ chính xác kỹ thuật định vị bằng DRSSI là sử dụng lọc Kalman. Lọc Kalman là một thuật toán ước lượng trạng thái tối ưu, có khả năng ước lượng trạng thái của một hệ thống động dựa trên các phép đo không chính xác và mô hình hệ thống. Trong DRSSI, lọc Kalman có thể được sử dụng để lọc nhiễu và biến động của tín hiệu RSSI, từ đó cải thiện độ tin cậy định vị. Lọc Kalman kết hợp thông tin từ mô hình truyền sóng và các phép đo RSSI để tạo ra một ước lượng tốt nhất về vị trí của nguồn phát.

3.1. Ứng Dụng Lọc Kalman Để Lọc Tín Hiệu RSSI

Lọc Kalman có thể được sử dụng để lọc tín hiệu RSSI bằng cách coi vị trí của nguồn phát là trạng thái cần ước lượng của hệ thống. Mô hình hệ thống mô tả sự thay đổi của vị trí theo thời gian, và các phép đo RSSI cung cấp thông tin về vị trí. Lọc Kalman sử dụng mô hình hệ thống và các phép đo RSSI để ước lượng vị trí của nguồn phát tại mỗi thời điểm. Do đó, nhiễu và biến động của tín hiệu RSSI được lọc bỏ, và độ chính xác định vị được cải thiện.

3.2. Cải Thiện Độ Trễ DRSSI Bằng Thuật Toán Lọc Kalman

Ngoài việc cải thiện độ chính xác định vị, lọc Kalman còn có thể giúp giảm độ trễ DRSSI. Độ trễ DRSSI là thời gian cần thiết để hệ thống định vị đưa ra một ước lượng về vị trí của nguồn phát. Lọc Kalman có khả năng xử lý dữ liệu theo thời gian thực, do đó có thể đưa ra ước lượng vị trí nhanh chóng và chính xác. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi nhanh, chẳng hạn như theo dõi đối tượng di động.

IV. Giải Thuật Hiệu Chỉnh Sai Số Tăng Cường Định Vị DRSSI

Ngoài lọc Kalman, các giải thuật hiệu chỉnh sai số cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác kỹ thuật định vị bằng DRSSI. Các giải thuật này có thể được sử dụng để bù đắp cho các sai số do mô hình truyền sóng không chính xác, nhiễu, fading, và các yếu tố khác. Một số giải thuật hiệu chỉnh sai số phổ biến bao gồm: hiệu chỉnh dựa trên bản đồ, hiệu chỉnh dựa trên học máy, và hiệu chỉnh dựa trên kết hợp GNSS và IMU (trong môi trường ngoài trời). Các thuật toán hiệu chỉnh sai số này giúp giảm thiểu các tác động tiêu cực từ môi trường, góp phần nâng cao độ tin cậy định vị.

4.1. Hiệu Chỉnh Sai Số Dựa Trên Bản Đồ Môi Trường

Phương pháp hiệu chỉnh sai số dựa trên bản đồ sử dụng thông tin về môi trường truyền dẫn, chẳng hạn như vị trí của các bức tường, đồ đạc, và các vật thể khác, để cải thiện độ chính xác định vị. Bản đồ môi trường có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các kỹ thuật khảo sát hoặc quét 3D. Khi có bản đồ môi trường, hệ thống định vị có thể sử dụng thông tin này để ước lượng sự suy hao tín hiệu do các vật cản và điều chỉnh ước lượng vị trí cho phù hợp. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong môi trường trong nhà.

4.2. Sử Dụng Học Máy Trong Hiệu Chỉnh Sai Số Định Vị DRSSI

Học máy là một lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, cho phép máy tính học hỏi từ dữ liệu mà không cần được lập trình rõ ràng. Trong DRSSI, học máy có thể được sử dụng để xây dựng mô hình dự đoán sai số định vị dựa trên các yếu tố như cường độ tín hiệu, vị trí của các trạm thu, và các đặc tính của môi trường truyền dẫn. Mô hình này sau đó có thể được sử dụng để hiệu chỉnh ước lượng vị trí và cải thiện độ chính xác định vị. Các thuật toán học máy phổ biến được sử dụng trong DRSSI bao gồm mạng nơ-ron, máy vectơ hỗ trợ, và cây quyết định.

V. Kết Quả Thực Nghiệm và Đánh Giá Hiệu Năng DRSSI Cải Tiến

Để chứng minh hiệu quả của các phương pháp nâng cao độ chính xác kỹ thuật định vị bằng DRSSI, cần tiến hành các thí nghiệm thực tế và đánh giá hiệu năng DRSSI. Các thí nghiệm này nên được thực hiện trong các môi trường khác nhau, chẳng hạn như môi trường trong nhà và môi trường ngoài trời, với các điều kiện truyền dẫn khác nhau. Các chỉ số đánh giá hiệu năng DRSSI quan trọng bao gồm: độ chính xác định vị (sai số trung bình, sai số lớn nhất), độ tin cậy định vị, và độ trễ DRSSI. Các kết quả thực nghiệm sẽ cung cấp bằng chứng về hiệu quả của các phương pháp đề xuất và giúp xác định các lĩnh vực cần cải thiện thêm.

5.1. So Sánh Độ Chính Xác Định Vị Trước và Sau Cải Tiến

Một trong những mục tiêu quan trọng của các thí nghiệm là so sánh độ chính xác định vị của hệ thống DRSSI trước và sau khi áp dụng các phương pháp cải tiến. So sánh này sẽ cho thấy mức độ cải thiện độ chính xác định vị đạt được nhờ các phương pháp như lọc Kalman và hiệu chỉnh sai số. Các kết quả so sánh nên được trình bày dưới dạng bảng và biểu đồ, với các thống kê như sai số trung bình, sai số lớn nhất, và độ lệch chuẩn.

5.2. Phân Tích Ảnh Hưởng Của Môi Trường Đến Kết Quả Đánh Giá Hiệu Năng DRSSI

Môi trường truyền dẫn có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đánh giá hiệu năng DRSSI. Do đó, cần phân tích ảnh hưởng của môi trường đến độ chính xác định vị, độ tin cậy định vị, và độ trễ DRSSI. Phân tích này sẽ giúp xác định các điều kiện môi trường nào gây ra sai số lớn nhất và các phương pháp cải tiến nào hiệu quả nhất trong từng môi trường. Kết quả phân tích có thể được sử dụng để tối ưu hóa cấu hình hệ thống DRSSI cho các ứng dụng cụ thể.

VI. Kết Luận Và Định Hướng Phát Triển Kỹ Thuật Định Vị DRSSI

Kỹ thuật định vị DRSSI có tiềm năng lớn trong nhiều ứng dụng, nhưng cần phải cải thiện độ chính xác định vị để khai thác tối đa tiềm năng này. Các phương pháp như lọc Kalman và hiệu chỉnh sai số có thể giúp nâng cao đáng kể độ chính xác kỹ thuật định vị bằng DRSSI. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu, fading, và sự thay đổi của môi trường truyền dẫn. Các định hướng phát triển tiềm năng bao gồm sử dụng các cảm biến quán tính (IMU) để bổ sung thông tin vị trí, kết hợp GNSS và IMU để cải thiện độ chính xác định vị trong môi trường ngoài trời, và sử dụng học sâu để xây dựng mô hình truyền sóng chính xác hơn.

6.1. Tiềm Năng Ứng Dụng Rộng Rãi Của Định Vị DRSSI Cải Tiến

Định vị DRSSI cải tiến có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm định vị trong nhà (ví dụ: theo dõi tài sản, điều hướng người dùng trong trung tâm thương mại), theo dõi đối tượng di động (ví dụ: theo dõi xe cộ, theo dõi người già và trẻ em), và quản lý kho vận (ví dụ: theo dõi hàng hóa, tối ưu hóa lộ trình). Với độ chính xác định vị và độ tin cậy định vị được cải thiện, DRSSI có thể trở thành một giải pháp định vị hiệu quả và chi phí thấp cho nhiều ứng dụng khác nhau.

6.2. Hướng Phát Triển Các Thuật Toán Định Vị DRSSI Trong Tương Lai

Trong tương lai, các thuật toán định vị DRSSI cần được phát triển theo các hướng phát triển sau: (1) Phát triển các mô hình truyền sóng chính xác hơn, đặc biệt là cho môi trường trong nhà và môi trường phức tạp; (2) Sử dụng các kỹ thuật lọc tín hiệu tiên tiến để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu và fading; (3) Tích hợp thông tin từ các cảm biến khác, chẳng hạn như cảm biến quán tính (IMU), để bổ sung thông tin vị trí; (4) Sử dụng học sâu để xây dựng mô hình dự đoán sai số định vị và hiệu chỉnh ước lượng vị trí. Các hướng phát triển này sẽ giúp nâng cao hơn nữa độ chính xác định vị và độ tin cậy định vị của DRSSI.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Chính phủ đã xây dựng quy hoạch sử dụng tần số, thúc đẩy sự phát triển thông tin vô tuyến trên tất cả các lĩnh vực như: phát thanh truyền hình, thông tin di động, dẫn đường hàng không, hàng hải, đến những hệ thống thông tin dùng riêng, an ninh quốc phòng. Quy hoạch tần số là một trong những nội dung đặc biệt quan trọng trong quản lý tần số, có ý nghĩa to lớn trong việc đảm bảo hiệu quả sử dụng phổ tần cũng như thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ thông tin vô tuyến. Năm 1998, Cục Tần số đã chủ trì xây dựng và được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt “Quy hoạch phổ tần số vô tuyến điện của Việt Nam cho các nghiệp vụ”. Quy hoạch này tiếp tục được hoàn thiện và được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt vào các năm 2005, 2009 với tên gọi “Quy hoạch phổ tần số vô tuyến điện quốc gia”.

Ngày 21 tháng 11 năm 2013, Thủ tướng chính phủ đã có Quyết định số 71/2013/QD-TTg về việc ban hành “Quy hoạch phổ tần số vô tuyến điện quốc gia” là Quy hoạch được áp dụng hiện nay. Công tác kiểm tra kiểm soát, xử lý vi phạm và xử lý can nhiễu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo thực thi quyền quản lý nhà nước về tần số. Bằng các công nghệ kiểm soát đa năng, hiện đại và trang thiết bị kiểm soát chuyên dụng, Cục tần số đã thực hiện kiểm soát thường xuyên các dải tần từ (9 kHz-3GHz) tại tất cả các tỉnh thành trên toàn quốc, chú trọng kiểm soát các mạng đài HF phục vụ an toàn cứu nạn, hàng không hàng hải, phòng chống bão lụt, kiểm soát các băng tần HF, V/UHF của PTTH, của các phương tiện đánh bắt cá xa bờ. Nhờ tăng cường kiểm soát thường xuyên và mở rộng địa bàn kiểm soát, số vụ vi phạm đã giảm đáng kể, trật tự sử dụng phổ tần được thiết lập, ý thức tiết kiệm và tuân thủ quy định pháp luật trong sử dụng phổ tần của các tổ chức và cá nhân ngày càng được nâng cao; Trang 7 mặt khác hoạt động kiểm soát cũng đã hỗ trợ rất tốt cho các cơ quan an ninh, quốc phòng phá nhiều vụ án liên quan đến tội phạm công nghệ cao.

Tuy công tác quản lý của Nhà nước và ý thức chấp hành của người dân và tổ chức đã có bước tiến bộ. Tuy nhiên, trên thực tế vẫn còn nhiều hành vi vi phạm trong việc sử dụng thiết bị thu phát tần số không phép (do chủ quan hoặc khách quan) như bộ đàm, điện thoại nội bộ không dây và nhiều thiết bị khác, gây ảnh hưởng đến tần số điều tiết không lưu, hàng hải, viễn thông di động, an ninh – quốc phòng. Ngày nay, nhu cầu sử dụng các thiết bị hay truyền dữ liệu không dây dần phát triển và mở rộng với quy mô lớn do tính tiện lợi của nó như tiết kiệm chi phí, thuận tiện bảo trì và tạo vẽ mĩ quan xung quanh. Chẳng hạn như các thiệt bị bộ đàm, các đài truyền hình.

Tuy nhiên chính vì sự thuận tiện của nó nên một số cá nhân, doanh nghiệp đã sử dụng trái phép các dải tần để phát các tín hiệu với công suất mà chúng ta không biết được. Vì vậy Cục tần số phải thường xuyên kiểm tra để bảo đảm sự hoạt động ổn định của môi trường truyền dẫn không dây, tuy nhiên các thiết bị kiểm tra có giá thành khá cao vì vậy số lượng hạn chế không thể kiểm tra trên diện rộng. Để khắc phục vấn đề này, một hệ thống xác định vị trí nguồn phát để hạn chế những khuyết điểm trên là cần thiết, vì vậy tôi chọn hướng đề tài là kỹ thuật định vị nguồn phát sóng RF dựa trên cường độ sóng RSSI và cụ thể là trong trường hợp không biết nguồn công suất phát (DRSSI), kết hợp với nghiên cứu các giải thuật để cải thiện độ chính xác của thông số RSSI, từ đó sẽ tăng độ chính xác của kỹ thuật định vị này.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước Sử dụng sóng vô tuyến để xác định vị trí trong môi trường không phải là đề tài mới, đã có nhiều tác giả nước ngoài nghiên cứu và áp dụng thành công phương pháp này. Một trong những ứng dụng điển hình có thể kể đến là dự án “Precision Personnel Location System” (Hệ thống định vị cá nhân chính xác) được áp dụng để theo dõi vị trí và giám sát tình trạng sức khỏe của lính cứu hỏa đang làm việc trong tòa nhà đang cháy, của nhóm tác giả Khoa Điện tử - Máy tính, trường Đại học Tổng hợp Worcester (WPI).

Trang 8 Về lý thuyết, có nhiều phương pháp nghiên cứu cách xác định vị trí nguồn phát tín hiệu cao tần (hay định vị vị trí) kể cả indoor và outdoor với kết quả tương đối tốt như: - Hệ thống định vị sử dụng phương pháp AOA. - Hệ thống định vị sử dụng phương pháp TOA. - Hệ thống định vị sử dụng phương pháp TDOA. - Hệ thống định vị sử dụng kết quả đo cường độ tín hiệu RSSI.

Mỗi phương pháp có những ưu điểm và khuyết điểm riêng như phương pháp AOA đòi hỏi phải có anten định hướng chính xác, phần cứng phức tạp; phương pháp TOA đòi hỏi tất cả các máy phát và máy thu trong hệ thống phải đồng bộ chính xác; trong khi phương pháp sử dụng kết quả đo cường độ tín hiệu RSSI thì không cần anten định hướng chính xác, phần cứng đơn giản và việc phát triển hệ thống chỉ cần dựa vào thuật toán. Từ một số hệ thống định vị nêu trên, tác giả chọn hệ thống định vị sử dụng đo lường cường độ tín hiệu RSSI làm hướng của đề tài kỹ thuật định vị nguồn phát sóng RF dựa trên cường độ sóng RSSI để thực hiện với mục đích xây dựng, kiểm chứng và phát triển một phương pháp xác định vị trí nguồn phát trong trường hợp không biết công suất của nguồn phát. Với phương pháp định vị sử dụng đo cường độ sóng vô tuyến RSSI hiện nay trên thế giới và trong nước đã và đang có nhiều công trình nghiên cứu được công bố, trong đó có thể kể đến là: - “DuRT: Dual RSSI Trend Based Localization for Wireless Sensor Networks” Pratap Kumar Sahu, Eric Hsiao-Kuang Wu, Member, IEEE, and Jagruti Sahoo: Ieee Sensors Journal, Vol. Trong bài báo này, tác giả đề xuất một sơ đồ định vị dựa trên RSSI xem xét các xu hướng của giá trị RSSI thu được từ đèn hiệu (beacon) để ước lượng vị trí của các nút cảm biến.

Thông qua việc áp dụng mô hình đa thức về mối quan hệ giữa RSSI nhận Trang 9 được và khoảng cách, tác giả xác định vị trí các điểm RSSI tối đa trên quỹ đạo neo. Sử dụng hai quỹ đạo như vậy, vị trí cảm biến được xác định bằng cách tính toán các giao điểm của đường vuông góc đi qua các điểm RSSI tối đa trên mỗi quỹ đạo. Ngoài ra, tác giả đã đưa ra sơ đồ cải thiện phương thức định vị để thực hiện theo một loạt các trường hợp như quỹ đạo duy nhất, không có sẵn giá trị RSSI tuyệt đối. Phương pháp này tác giả sử dụng giải thuật biết công suất nguồn phát.

- “Giải thuật định vị vị trí trong không gian 3-D cho thẻ RFID dựa vào cường độ tín hiệu (RSSI)” của nhóm tác giả: Vũ Đức Lung, Phan Đình Duy và Phạm Quốc Cường - Trường Đại học Công nghệ Thông tin, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [16]. Bài viết này giới thiệu kỹ thuật định vị 3D sử dụng cường độ sóng RSSI để định vị các quyển sách trên kệ trong thư viện. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ và Môi trường: 33 (2014): 83-91.

Giải thuật này dùng trong môi trường cố định, biết trước công suất nguồn phát. Chan, “Accurate and Simple Source Localization Using Differential Received Signal Strength” [2] Giải thuật vi phân công suất tín hiệu nhận (DRSS) được phát triển bởi các tác giải từ các trường đại học của Hong Kong và Canada. Giải thuật này dùng để xác định vị trí nguồn phát sóng khi không biết công suất phát dựa trên kỹ thuật Weighted Least Squares (WLS). Bước đầu tiên của giải thuật là tính được một ước lượng không chênh lệch của các dãy bình phương và giới thiệu một biến phụ.

Bước thức hai khai thác mối quan hệ giữa biến phụ và vị trí nguồn thông qua bước WLS thứ hai. Trong quá trình hoạt động, giải thuật cần có ít nhất 4 trạm đóng vai trò các trạm tham khảo và yêu cầu các thông tin như tọa độ các trạm tham khảo, hệ số truyền sóng của môi trường và các giá trị RSSI thu được từ các trạm mục tiêu Nhìn chung, các công trình nghiên cứu xác định vị trí dựa vào cường độ sóng điện từ RSSI được công bố và áp dụng được hiện nay chủ yếu phát triển trên giải thuật biết công suất phát để kiểm tra đối tượng. Vài năm gần đây, trên thế giới có một số bài Trang 10 báo nghiên cứu và phát triển thuật toán xác định vị trí nguồn phát bằng kỹ thuật DRSSI, không biết công suất nguồn phát, tuy nhiên chỉ dừng lại ở công trình nghiên cứu trên cơ sở toán học, chưa có công trình nghiên cứu thực nghiệm. Riêng tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu về giải thuật xác định vị trí nguồn phát trong điều kiện biết công suất nguồn phát cũng ít và việc nghiên cứu về giải thuật xác định vị trí nguồn phát trong điều kiện không biết công suất nguồn phát có rất ít các công trình đã nghiên cứu.3 Mục tiêu đề tài Kỹ thuật định vị nguồn phát sóng RF sử dụng thông số RSSI hiện nay có độ chính xác tương đối vì thông số RSSI thu được không ổn định do ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.

Do đó việc nghiên cứu các giải pháp để cải thiện độ chính xác cho thông số RSSI sẽ giúp tăng độ chính xác trong kỹ thuật định vị nguồn phát sóng RF bằng phương pháp RSSI. Đặc biệt trong trường hợp không biết công suất nguồn phát thì lại càng hữu ích vì đòi hỏi độ chính xác cao của thông số RSSI, từ đó làm tăng độ chính xác của phương pháp định vị DRSSI. Luận văn có 2 nhiệm vụ chính sẽ thực hiện: + Khảo sát, xây dựng giải thuật cho kỹ thuật định vị nguồn phát sóng RF trong trường hợp không biết trước công suất nguồn phát (DRSSI: Differential Received Signal Strength). + Nghiên cứu giải pháp cải thiện độ chính xác của giải thuật DRSSI.