[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于分簇的非規(guī)則Ad hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910087901.8
• 申請(qǐng)日: 2009-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101594677A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何兵;張繼;趙沁平;郝愛(ài)民;王莉莉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 分類(lèi)號(hào): H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李新華;徐開(kāi)翟

1.基于分簇的非規(guī)則Ad?hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)自定位方法，其特征在于通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)各節(jié)點(diǎn)通過(guò)交互，完成基于相鄰節(jié)點(diǎn)最大全局定位精度權(quán)重的分簇；

(2)各分簇建立局部坐標(biāo)系，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)采用Map-growing方法完成局部定位；

(3)各節(jié)點(diǎn)判斷是否具備全局定位條件并采用Map-growing方法進(jìn)行全局定位；

(4)各節(jié)點(diǎn)采用卡爾曼濾波完成本節(jié)點(diǎn)的位置求精和更新；

其中，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身所有相鄰節(jié)點(diǎn)的情況計(jì)算本節(jié)點(diǎn)權(quán)重，假設(shè)節(jié)點(diǎn)N擁有K個(gè)相鄰 節(jié)點(diǎn)，記為{n_k?k＝1，2，…，K}，并設(shè)N到n_k的測(cè)得距離為d_k；定義N與n_k間的定位因子 k＝1，2…，K；其中T(n_k)為n_k的類(lèi)型參數(shù)，當(dāng)n_k為錨節(jié)點(diǎn)時(shí)，T(n_k)＝1， 否則D為節(jié)點(diǎn)作用半徑，其為預(yù)設(shè)常數(shù)，σ為距離加權(quán)因子；從p(N，n_k)中 選擇3個(gè)最大值，設(shè)為p(N，n_k1)，p(N，n_k2)，p(N，n_k3)，并定義節(jié)點(diǎn)權(quán)重為： G(N)＝p(N，n_k1)·p(N，n_k2)·p(N，n_k3)；G(N)為N節(jié)點(diǎn)的全局定位精度，如果N的相鄰節(jié)點(diǎn) 中存在三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，且距離較近，則G(N)較大，如果N的相鄰節(jié)點(diǎn)中存在較少的錨節(jié)點(diǎn)或 與錨節(jié)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)或者沒(méi)有錨節(jié)點(diǎn)，則G(N)較小，當(dāng)N的相鄰節(jié)點(diǎn)不足三個(gè)時(shí)，G(N)＝0。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分簇的非規(guī)則Ad?hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)自定位方法，其特征 在于：所述步驟(1)中的各節(jié)點(diǎn)通過(guò)交互，完成基于相鄰節(jié)點(diǎn)最大權(quán)重的分簇方法如下：

(1.1)各節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身所有相鄰節(jié)點(diǎn)的情況計(jì)算本節(jié)點(diǎn)全局定位精度權(quán)重；

(1.2)各節(jié)點(diǎn)以本節(jié)點(diǎn)所有相鄰節(jié)點(diǎn)為集合形成初始分簇，并自動(dòng)成為相應(yīng)初始分簇 的簇頭；

(1.3)各初始分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)全局定位精度權(quán)重計(jì)算本分簇全局定位能 力權(quán)重；

(1.4)各初始分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)獲得各相鄰節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)的初始分簇全局定位能力 權(quán)重，如果本節(jié)點(diǎn)的分簇全局定位能力權(quán)重高于所有相鄰節(jié)點(diǎn)作為簇頭的分簇全局定位能力 權(quán)重，則本初始分簇保留并作為最終分簇，否則取消本節(jié)點(diǎn)的分簇資格；

(1.5)對(duì)未能進(jìn)入最終分簇的節(jié)點(diǎn)采用加權(quán)k近鄰算法選擇加入最終分簇。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分簇的非規(guī)則Ad?hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)自定位方法：所述步 驟(2)中建立局部坐標(biāo)系及簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)局部定位方法如下：

(2.1)各分簇簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)起建立該分簇的初始局部坐標(biāo)系，并由該初始局部坐標(biāo)系的 三個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)起局部的Map-growing算法流程，進(jìn)行局部定位消息的發(fā)送和定位處理；

(2.2)各分簇簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的本分簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)定位信息，選出定位精度高且已 完成全局和局部定位的節(jié)點(diǎn)，一旦滿(mǎn)足局部坐標(biāo)系的標(biāo)定條件，則進(jìn)行局部坐標(biāo)系標(biāo)定，而 后將標(biāo)定后的信息發(fā)送給所有分簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分簇的非規(guī)則Ad?hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)自定位方法，其特征 在于：所述步驟(3)的全局定位方法如下：各分簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)一旦接收到局部坐標(biāo)系的全局標(biāo) 定信息，則根據(jù)標(biāo)定信息將局部坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)，從而最終完成自身的全局定位。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于分簇的非規(guī)則Ad?hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)自定位方法，其特征 在于：所述局部坐標(biāo)系的全局標(biāo)定信息，包括：3個(gè)已全局定位節(jié)點(diǎn)的全局坐標(biāo)及由局部定 位結(jié)果計(jì)算得到的本節(jié)點(diǎn)到上述3個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離信息。