[發明專利]一種基于跳段估算的無線傳感器網絡定位方法

在審

• 申請號: 201610217490.X
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105704672A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 任春輝;易國春;周遠遠
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;G01S5/14;H04W84/18
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于跳段估算的無線傳感器網絡定位方法。

背景技術

無線傳感器網絡具有自組織、低功耗、廉價、可快速部署和可擴張性強等優點，節點定位技術是無線傳感器網絡的主要支撐技術之一，節點定位即根據少數已知位置的節點，按照某種定位機制確定自身的位置。常用節點定位技術包括基于距離定位和距離無關定位，基于距離定位雖然精度高，但考慮到成本、效率、易實現性，距離無關定位更有優勢。DV-hop定位算法由于其易實現性、可行性、以及高覆蓋質量、已經成為距離無關定位中最受歡迎的算法。

設計定位算法時需要考慮的兩個主要因素就是能耗和定位精度?？紤]到能耗限制以及高精度需求，目前DV-hop算法包括以下步驟：

1，通過與未知節點的通信以及典型的距離適量交換協議，錨節點向未知節點廣播自身的坐標以及到其余每一個錨節點的最小跳段數。

2，在獲得其他錨節點位置和相隔跳段數后，錨節點計算網絡平均跳段距離，然后將其廣播至網絡中，每個未知節點僅接受獲得的第一個值，這保證了大多數節點可從最近的錨節點接受校正值，節點根據跳數計算與錨節點之間的距離。

3，當未知節點獲得3個或更多錨節點的距離時，利用三邊測量法或極大似然估計法計算出未知節點的坐標。

該方法存在如下不足：

1，DV-Hop算法假設節點之間的最小跳段路徑近似于一條直線，但在實際應用中卻不是這種情況；

2，網絡中每個節點的通信范圍并不是一個理想的標準圓而是不規則的多邊形；

以上兩點導致了該算法的存在定位精度較低的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有DV-hop定位算法存在的上述問題，提出了一種基于跳段估算的無線傳感器網絡定位方法。

本發明的技術方案為：一種基于跳段估算的無線傳感器網絡定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.無線傳感器網絡中的內一個錨節點向整個網絡廣播一個信標數據包，該信標數據包中包含有對應錨節點的位置信息以及初始值為1的跳段數，信標數據包每傳輸一次，跳段數加1；

b.未知節點根據接收到的信標數據包，獲取對應的錨節點位置信息，并估算出錨節點i,j之間的跳段數hops_ij；

c.獲取錨節點i的平均跳段距離HopSize_i；

d.根據步驟c中獲得的平均跳段距離和該未知節點收到的信標數據包中的跳段數，對該未知節點進行定位。

進一步的，步驟b中所述估算出錨節點i,j之間的跳段數hops_ij的具體方法為采用如下公式：

其中，hops_ij為節點i到節點j的估計跳段數，e_ij為節點i到節點j的距離，R為節點通信半徑，為向上取整運算符。

進一步的，所述步驟c中獲取錨節點i的平均跳段距離HopSize_i的具體方法為采用如下公式：

HopSizei=Σi≠j(eij/hopsij)n]]>

其中，n為錨節點的數量。

進一步的，所述步驟c還包括：

定義誤差系數對獲得的平均跳段距離HopSize_i進行修正，具體為：

定義誤差系數為：