[發明專利]信號檢測系統

有效

• 申請號: 200710197169.0
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN101459475A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 賴宏仁;黃子哲
• 申請（專利權）人: 財團法人資訊工業策進會
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04W24/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王志森

技術領域

本發明關于應用于無線網絡的信號檢測系統，尤其關于檢測無線檢測網 絡(WSN，Wireless?Sensor?Network)中的無線節點的信號檢測系統。

背景技術

無線檢測網絡包含散布在空間中的多個無線節點，這些無線節點通常是 微小而低成本的裝置，包含了檢測節點(end?device)與網絡節點(router)， 檢測節點可檢測其周遭環境的溫度、聲音、震動、壓力等信息，這些檢測節 點可將檢測到的信息以無線的方式傳播至網絡節點，網絡節點再將檢測信息 回傳至服務器。初期發展無線檢測網絡的動機希望可將其應用在軍事用途上， 而現今無線檢測網絡已廣泛的應用在環境、健康、交通等各類監測應用上。

網絡節點因其所在位置不易到達或體積過于微小而難以更換電池，因此， 為了節省電力，網絡節點不適合長距離發射檢測信息，如此一來，當一網絡 節點距離基地臺或服務器太遠時，該網絡節點必須通過其他網絡節點將檢測 信息一個節點接著一個節點的傳遞到基地臺或服務器，即所謂的多重跳躍代 傳(multi-hop?relay)機制，因此，在無線檢測網絡中各網絡節點間的傳輸質 量變得非常重要。此外，檢測節點所收集到的檢測信息通過無線通信的方式 傳送至任一網絡節點，再通過各網絡節點間以多重跳躍代傳機制傳遞到基地 臺或服務器，因此檢測節點與網絡節點間的通信質量亦相當重要。

為了確保該無線節點放置在這個位置與這個方向(通常以天線所指方向) 能夠與其他無線節點有穩定的通信質量，我們需要進行信號檢測。而會影響 此通信質量的主要因素為兩個進行測試的無線節點是否都在彼此信號涵蓋的 范圍里頭(無線節點A的信號需涵蓋到無線節點B，無線節點B的需涵蓋到無 線節點A)，這個信號的涵蓋范圍即是天線輻射場形的大小所表現出來的能力， 與天線的種類以及天線所指方向相當有關系。

以往在檢測各無線節點間的傳輸質量時，檢測者通常利用包含一計算裝 置(例如個人數字助理(PDA)或個人電腦(PC))與電連接于其上的一無線接口 (interface)(例如符合802.15.4通信規范的無線接口)的一檢測工具來檢 測傳輸質量。檢測者操作該檢測工具使該計算裝置通過該無線接口發射一測 試信號至一待測無線節點，并通過該無線接口接收該待測無線節點依據該測 試信號所回傳的一響應信號，接著再依據響應信號產生檢測結果。然而，這 樣的檢測方式會產生一些問題，首先，檢測者與檢測工具所在位置通常距離 無線檢測網絡的各無線節點很遠，例如檢測工具位在辦公室的桌子上而無線 檢測網絡的各無線節點都安置于辦公室的天花板上，如此一來，桌子上的檢 測工具與天花板上的無線節點的間的檢測結果就不足以代表天花板上各無線 節點間的傳輸質量，而若把檢測工具拿到天花板上去進行測試是很累人也是 很不便利的動作。

此外，即使檢測工具所在位置離各無線節點很近仍可能發生另一問題， 即無線接口上的天線通常與無線節點上的天線有不同的特性，例如天線輻射 場形不同，雖然大部分無線節點所采用的天線都是全向性天線 (Ominidirectional?antenna)，理想中的全向性天線輻射場形是一個正圓， 但實際的天線輻射場形還是會有分布不均的情形產生，而且有時強邊與弱邊 的信號涵蓋距離相差很多，所以用來串起整個網絡通信的網絡節點，若因放 置的位置與方向不對，就會造成某一段的網絡連線質量很不穩定，進而影響 到整體網絡的通信能力。這也是需要使用信號檢測工具來確保網絡中每一段 通信能力的原因的一。如此一來，即使檢測工具與待測無線節點的檢測結果 顯示不同特性的天線間的傳輸質量極佳，在同樣的位置上，假若以另一無線 節點置換該檢測工具，則由于此無線節點與檢測工具在硬件上可能不具有相 同特性(例如天線輻射場形)的天線而使得操作類型異于原先使用不同特性的 天線進行檢測時所構成的操作，因此可能因為天線輻射場形的改變而使得此 時的傳輸質量大大改變，換句話說，由于檢測工具與待測無線節點可能具有 不同特性的天線，因此，檢測工具與待測無線節點的間的檢測結果并無法確 實地反映出具有同一天線特性的無線節點間的信號傳輸狀態。

因此，亟需一種能適當模擬無線節點的信號檢測器以正確檢測各無線節 點間的傳輸質量。

發明內容