[發明專利]無線傳感網中基于RSSI測距的WLS節點自定位方法

有效

• 申請號: 201110300384.5
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102364983A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 羅炬鋒;丁承;汪磊;付耀先
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明屬無線傳感網絡定位技術領域，特別是涉及一種無線傳感網中基于RSSI測距 的WLS節點自定位方法。

背景技術

無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Network，WSN)是由具有無線通信、感知及計算 能力的微型傳感器節點組成的“智能”網絡，它涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前 沿熱點研究領域，現已廣泛應用于軍事、農業、環境檢測、醫療衛生、工業、智能交通等 各種領域。在無線傳感器網絡應用中，節點的位置信息很重要，在大多數應用中，不知道 傳感器位置而感知的數據是沒有意義的。目前的節點自定位算法主要分為兩大類：基于測 距(range-based)的定位算法和無需測距的定位算法(range-free)。基于測距的定位算法 通過測量未知節點和信標節點間的距離或者角度關系信息，使用三邊測量、三角測量等定 位算法完成節點坐標定位，常用的測距技術有RSSI，TOA，TDOA，AOA等；無需測距的定 位算法不需要測量節點間的相對距離，而是通過網絡連通性、路由跳數等信息進行定位， 這些算法定位精度受網絡拓撲以及信標節點密度影響很大，誤差也普遍較大。

在基于測距的定位算法中，基于RSSI的定位由于無需增加額外的硬件設施，簡單方 便，現已廣泛的應用于無線傳感器網絡的定位中。基于RSSI的測距是通過接收信號強度 (RSS)，得到收發節點間的功率損耗，對照無線信號傳輸距離與功率衰減的關系獲得收發 節點間距離。然而基于RSSI的定位算法受環境影響較大，測距誤差較大，定位精度受限。 因此如何提高基于RSSI的定位精度已成為本領域技術人員亟待解決的技術課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種無線傳感網中基于RSSI測距的WLS節點自定 位方法，以便提高RSSI的定位精度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種無線傳感網中基于RSSI測距 的WLS節點自定位方法，采用WLS估計算法，包括以下步驟：

1)無線傳感網中的一個信標節點接收其他N-1個信標節點以射頻方式發送的射頻信 號；

2)測量N-1個信標節點發出的信號在指定信標節點處功率，并按照對數-正態信道模 型，計算出每個節點信號對應的信道衰減因子，然后對各個信道衰減因子進行加 權平均，作為信道衰減因子的估計值n_est；

3)無線傳感網中的一未知節點接收多個信標節點以射頻方式發送的射頻信號，接收 節點基于RSSI進行測距，求出相對于其他信標節點距離的估計值；

4)根據未知節點與信標節點的測距距離之比作為加權矩陣，由WLS算法求出未知節 點的坐標，從而實現未知節點定位。

所述的步驟2)中獲得的信道衰落因子n_est為：其中 n_li(2≤i≤N)為第i個信標節點發射信號在第1個信標節點處的信道衰落因子，可表示為 d_li為第i個信標節點發射信號在第1個信標節點間的距離。