專利名稱：無(wú)線傳感網(wǎng)中基于rssi測(cè)距的wls節(jié)點(diǎn)自定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI 測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由具有無(wú)線通信、感知及計(jì)算能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成的“智能”網(wǎng)絡(luò)，它涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)、智能交通等各種領(lǐng)域。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)的位置信息很重要，在大多數(shù)應(yīng)用中，不知道傳感器位置而感知的數(shù)據(jù)是沒(méi)有意義的。目前的節(jié)點(diǎn)自定位算法主要分為兩大類基于測(cè)距 (range-based)的定位算法和無(wú)需測(cè)距的定位算法(range-free)。基于測(cè)距的定位算法通過(guò)測(cè)量未知節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的距離或者角度關(guān)系信息，使用三邊測(cè)量、三角測(cè)量等定位算法完成節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)定位，常用的測(cè)距技術(shù)有RSSI，TOA, TDOA, AOA等；無(wú)需測(cè)距的定位算法不需要測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)距離，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連通性、路由跳數(shù)等信息進(jìn)行定位，這些算法定位精度受網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约靶艠?biāo)節(jié)點(diǎn)密度影響很大，誤差也普遍較大。在基于測(cè)距的定位算法中，基于RSSI的定位由于無(wú)需增加額外的硬件設(shè)施，簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位中?；赗SSI的測(cè)距是通過(guò)接收信號(hào)強(qiáng)度 (RSS)，得到收發(fā)節(jié)點(diǎn)間的功率損耗，對(duì)照無(wú)線信號(hào)傳輸距離與功率衰減的關(guān)系獲得收發(fā)節(jié)點(diǎn)間距離。然而基于RSSI的定位算法受環(huán)境影響較大，測(cè)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(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法，以便提高RSSI的定位精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI 測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法，采用WLS估計(jì)算法，包括以下步驟1)無(wú)線傳感網(wǎng)中的一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收其他N-I個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)以射頻方式發(fā)送的射
頻信號(hào)；2)測(cè)量N-I個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)在指定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)處功率，并按照對(duì)數(shù)-正態(tài)信道模型，計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)對(duì)應(yīng)的信道衰減因子，然后對(duì)各個(gè)信道衰減因子進(jìn)行加權(quán)平均，作為信道衰減因子的估計(jì)值nest ；3)無(wú)線傳感網(wǎng)中的一未知節(jié)點(diǎn)接收多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)以射頻方式發(fā)送的射頻信號(hào)，接收節(jié)點(diǎn)基于RSSI進(jìn)行測(cè)距，求出相對(duì)于其他信標(biāo)節(jié)點(diǎn)距離的估計(jì)值；4)根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的測(cè)距距離之比作為加權(quán)矩陣，由WLS算法求出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)定位。
3
所述的步驟2)中獲得的信道衰落因子nest為
權(quán)利要求
1. 一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法，采用WLS估計(jì)算法，其特征在于，包括以下步驟1)無(wú)線傳感網(wǎng)中的一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收其他N-I個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)以射頻方式發(fā)送的射頻>號(hào)；2)測(cè)量N-I個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)在指定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)處功率，并按照對(duì)數(shù)-正態(tài)信道模型，計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)對(duì)應(yīng)的信道衰減因子，然后對(duì)各個(gè)信道衰減因子進(jìn)行加權(quán)平均，作為信道衰減因子的估計(jì)值nest;3)無(wú)線傳感網(wǎng)中的一未知節(jié)點(diǎn)接收多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)以射頻方式發(fā)送的射頻信號(hào)，接收節(jié)點(diǎn)基于RSSI進(jìn)行測(cè)距，求出相對(duì)于其他信標(biāo)節(jié)點(diǎn)距離的估計(jì)值；4)根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的測(cè)距距離之比作為加權(quán)矩陣，由WLS算法求出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法，其d^Yxidlj 其特征在于所述的步驟2)中獲得的信道衰落因子nest為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法， 其特征在于所述的步驟4)中求出未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的方法，包括按照f(shuō) =計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，其中
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線傳感網(wǎng)中基于RSSI測(cè)距的WLS節(jié)點(diǎn)自定位方法，在定位過(guò)程中首先對(duì)信道衰落因子n通過(guò)加權(quán)計(jì)算獲得；然后利用RSSI測(cè)距測(cè)得未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離；最后通過(guò)加權(quán)最小二乘估計(jì)算法(WLS)估計(jì)得到未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。該定位算法在硬件復(fù)雜度與最小二乘(LS)估計(jì)算法相同的基礎(chǔ)上，定位精度與之有較大提升，因此本發(fā)明簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H04W64/00GK102364983SQ20111030038
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者丁承, 付耀先, 汪磊, 羅炬鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所