[发明专利]无线多跳网路中的定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在无线多跳网络中为移动设备定位的方法及装置。特别是，涉及在无线多跳网络中为移动节点实现绝对位置和相对位置定位的方法及装置，使任何移动节点能够获取与其他节点的相对位置，在不增加系统开销的基础上，提高绝对位置与相对位置定位两方面的精确度。

背景技术

在未来的无线本地网络中，为了节省能量并提高传输速率，无线设备通常以多跳的方式进行通信。此外，提供基于位置信息的服务也是未来无线网络的重要特性之一。然而，为每个移动设备配备GPS定位系统是非常昂贵的。此外，绝大多数的应用并不需要使用GPS提供的全球唯一的绝对位置信息，而只需要知道相对于本地环境的相对位置信息即可。

取代GPS而获取相对位置的定位方法是在提供位置服务的网络中设置至少3个已知位置的参考节点。待获取位置信息的无线节点通过估计到参考节点的距离，然后利用待测节点与参考节点的关系，通过三角函数关系的计算即可获得自己的位置信息。这种取代GPS的无线定位方法目前正在研究之中。

无线多跳网络中采用的传统定位方法主要有以下两种。

第一种叫距离矢量多跳算法(DV-HOP)。其原理是，利用两个参考节点之间的路由跳数与节点之间的通信距离来获得每一跳的平均距离。并将此平均距离作为整个网络中的每一跳的平均距离。通过用跳数与节点间的平均距离相乘即可得到目标定位节点与参考节点之间的距离。可以理解，该方法在均匀分布的网络中具有较好的性能。然而，在非均匀分布的网络中，其性能会大大下降。

另一种方法叫做密度感知的跳数定位(DHL：Density-aware Hop-countLocalization)，这种方法通过仿真结果来定义了节点的度(即节点的邻居个数)与每一跳距离之间的关系，并依据此关系来计算目标定位节点到参考节点的距离。该方法适用于均匀与非均匀分布的网络，比DV-HOP方法的性能更好。但是，由于在估算节点之间的距离过程中，定位的精确度与节点周围的其他节点的疏密程度有关，特别是与其路由两端的节点周围的节点的疏密程度有关，因此其定位的精确度也不太理想

鉴于上述问题，需要一种在无线网络中能够更准确地对目标节点进行定位的方法，以消除上述问题造成的定位精度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无线多跳网路中对移动节点进行定位的方法及装置，该方法和装置能够在不增加网络信令开销与节点计算复杂度的条件下，提高无线多跳网络中定位的精确度。

根据本发明的一个方面，提供一种在无线网路中对移动节点进行定位的方法，包括步骤：参考节点周期性地向无线网络中广播所述参考节点的广播包，所述广播包包括所述参考节点的度信息，位置信息，以及跳数，所述跳数的初始值为0；接收到所述广播包的移动节点向接收的广播包中的跳数加1，并把所述移动节点自身的标识号(ID)与度信息插入到所述广播包中，然后转发所述广播包；需要定位的移动节点从接收的广播包中找到距离跳数最少的三个参考节点，并估算到所述三个参考节点的距离；和所述需要定位的移动节点根据计算的到所述三个参考节点的距离，以及所述参考节点的位置信息，计算所述移动节点的当前位置。

根据本发明的另一个方面，提供一种在无线网路中对移动节点进行定位的移动设备，包括：度信息获取单元，用于产生度请求消息，从其它节点发出的度响应消息获取度信息，以及设置自身的度；广播包转发单元，用于转发从无线网络中接收的广播包，将接收的所述广播包中的跳数加1，并插入自身的度信息及ID，并转发所述广播包；位置计算单元，用于根据接收到的参考节点的度信息，位置信息，以及跳数计算到三个距离跳数最少的参考节点的距离，并利用计算的距离确定移动节点的位置信息；和位置信息广播单元，用于周期性地向网络中广播包含自身的位置信息以及度信息的消息包。

根据本发明的在无线多跳网路中对移动节点进行定位的方法及装置，有效地利用了移动节点到参考节点最短路由的跳数以及路由上节点的度，在保证合理信令开销的前提下，提高了定位的精确度，同时还提供了相对位置判断的方法。

附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1是描述本发明采用的对移动节点进行定位的理论基础，即三角定位的示意图；

图2(a)和2(b)是根据本发明实施例由移动节点获取度信息的流程图；

图3是根据本发明实施例的参考节点的操作流程图。

图4是根据本发明实施例的移动节点处理参考节点的广播包的流程图。