接收靈敏度

對於無線通訊設備，接收器的靈敏度表示能夠可靠的接收資料所需的最小功 率，其單位是分貝毫瓦(dBm)，用以表示電磁波功率單位。dBm 通過對數之功率 比值，用於表示接收器的靈敏度時，數值越小表示接收靈敏度越高，因此在接收 靈敏度較高的無線接收設備，有效之傳輸距離將可以距離較遠。在 IEEE 802.15.4

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協定[24]中，用於 2.4GHz 的無線通訊設備之接收靈敏度為-85 dBm，而 900MHz 的無線通訊設備接收靈敏度為-92 dBm。然而，在 802.15.4 無線通訊設備的供應 商，所提供的設備都超過這些標準的要求，提供的 2.4GHz 無線通訊設備具有-90

dBm ~ -100 dBm 的接收靈敏度。雖實際設備與理論數據之間差距 7 dBm，但卻可 能對 802.15.4 無線通訊設備之間的距離產生實質的影響。將接收靈敏度從-91 dBm 降低至-98 dBm，其傳送與接收裝置之距離就可能相差甚遠。因此，選用接收靈 敏度較高的設備可以提升傳輸距離與接收訊號穩定度，如此將可減少無線通訊設 備的複雜性並且降低成本與減少功率的消耗。另外一個決定無線通訊設備距離的 因素為傳輸功率，無線通訊設備的傳送功率越大，則其傳輸距離就可越遠。IEEE

802.15.4 協定[24]標準要求無線通訊設備有 1 mW(0 dBm)的最小傳輸功率，而市 面上的無線通訊設備具有 1 mW(0 dBm)和 2 mW(3 dBm)的傳輸功率或加掛功率 放大器後將可高達到 32 mW(15 dBm)。因此，接收靈敏度和傳輸功率都對於兩個 無線通訊設備之間的距離造成影響，接收靈敏度越低與傳輸功率越大，可以傳輸 的距離也會更遠，並且可使無線通訊的鏈路更加穩健。

雖然接收靈敏度越高越好，但感測節點在出廠時此數值就以固定無法再做更 改，所以在本章所討論的單一行動錨節點定位法(Single Mobile Anchor Location estimation algorithm; SMAL)的定位過程，當傳送端的傳輸功率不變，則單一行動 錨節點的移動可能會導致超出訊號可以接受之範圍，使得無法接收到待定位感測

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節點的 Beacon 訊號。因此為確保在整個定位飛行過程，單一行動錨節點不會超 出訊號可接收範圍，系統將定義一個 RSSI 數值，當所接收到的 RSSI 數值高於此 系統預定數值方進行定位演算法的飛行與計算。

圖 3-3、可接受初始 RSSI 值分析

本論文所使用的 Zigbee 設備在出廠時所設定的接收靈敏度為-91 dBm，以圖

3-3 為例，B 視為目前單一行動錨節點所在位置，A 為位於長、寬均為 20 公尺，

高為 10 公尺之對角頂點，單一行動錨節點在於圖 3-3 中的立方體中做定位移動 飛行。因為頂面為正方形所以可以得知_AC為_{20 2} m，然而根據直角三角型可得 知AB為 30 m。假設 A 點位置為-91 dBm (選用無線感測設備之接收靈敏度)，根 據方程式(7)可以算得感測節點與 A 點之對應距離為 497.6 m，則 B 點與感測節點 之距離為 497.6 m – 30 m = 467.6 m。根據方程式(5)可以由距離計算回 RSSI 值則 等於-90.45 dBm，由此可知接收靈敏度至少要大於-90 dBm 才可確保單一行動錨 節點在整體定位演算法移動中不會超出無線訊號範圍。

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