基于433 MHz LoRa信号的森林传播特性研究

作者：唐**; 杨磊; 周雯^*

来源：林业工程学报, 2022, 7(05): 156-160.

DOI：10.13360/j.issn.2096-1359.202111035

• 无线传感器网络
• 路径损耗
• LoRa
• 信号传播
• 林分密度

为了保证无线传感器网络在森林中的合理规划，研究了LoRa信号在森林的无线传播特性。在南京林业大学以及下蜀林场，选择4种不同的环境(刚竹林、鹅掌楸林、林间小路以及空旷操场),测试了433 MHz LoRa无线信号在3种天线高度(0,0.5,1.0 m)下的接收信号强度(RSSI)。将测试的RSSI数据根据传统路径损耗模型进行了拟合，分析了林分密度和天线高度对模型中衰减指数的影响。此外，研究发现传统路径损耗模型的拟合精度不足，提出了新的路径损耗模型，对RSSI数据重新进行了拟合。结果表明，林分密度越大，环境障碍物越多，信号稳定性越差，衰减指数越大，LoRa信号衰减越快；天线高度增加，枝干分布密度、树叶、低矮灌木密度逐渐减小，信号受障碍物遮挡的影响降低，衰减指数也随之减小，更有利于LoRa信号传输；提出的新损耗模型的拟合度R2为0.928 1～0.963 2,相比传统路径损耗模型(拟合度R2为0.879 0～0.946 3),拟合精度有了较大的提升。新损耗模型拟合RSSI测量数据具有更小的误差和更好的拟合特性，更适合作为林业环境中信号RSSI值数据预测的经验公式。

• 单位
  南京林业大学