[发明专利]一种超宽带无线传感网中多节点协作测距的方法

摘要

本发明涉及无线通信技术，具体是一种超宽带无线传感网中多节点协作测距的方法。主要原理是：通过将测距请求帧和测距应答帧合二为一，分别广播直接后继节点和其他后继节点的传播时延，从而实现所有节点之间的测距，具体步骤是：组播发送测距帧、计算与直接后继的传播时延、组播发送与第一个后继节点之间的传播时延、计算与非直接后继节点的传播时延、组播与非直接后继节点的传播时延。至此所有的节点均知道了其与其他N-1个节点的传播时延，然后乘以电磁波的传播速度，即可得到与其他所有的N-1个节点的距离。该算法可以使用较少的数据通信让每个节点均获得所有的其他节点的距离，可用于基于超宽带的物联网、无线传感网中。

主权项

一种超宽带无线传感网中多节点协作测距的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）组播发送测距帧从第1个节点开始，按照1，2，3，……，N‑1的先后顺序，每个节点n（1…N‑1）均以组播的形式向其所有的前驱节点（n‑1、n‑2、……2、1）和第一个后继节点（n+1）发送一个测距帧；只有当节点n（2…N‑1）收到前驱节点n‑1的测距帧后，第n个节点再延迟周转时延T，才发送第n个节点的测距帧，依此类推……；2)计算与直接后继的传播时延根据公式Tn,n+1=(Rn,n+1‑Sn‑T)/2(1≤n≤N‑1)，分别计算每个节点n（1…N‑1）与第一个后继节点（n+1）之间的传播时延Tn,n+1；其中：Sn是第n个节点发送测距请求帧的时刻；Rn,n+1是第n个节点收到第n+1个节点发送的应答帧的时刻；3）组播发送与第一个后继节点之间的传播时延每个节点n（2…N‑1）均向其所有前驱节点（n‑1、n‑2、2、1）组播发送其与第一个后继节点n+1的传播时延Tn,n+1；4）计算与非直接后继节点的传播时延根据公式 T n , k = R n , k - S n - Σ j = n k - 1 T j , j + 1 - Σ j = n + 1 k T ( 1 ≤ n < k ≤ N ) , 节点n（1…N‑2）均计算得到与所有非直接后继节点（Tn,n+2、Tn,n+3……Tn,N）的传播时延Tn,k；5)组播与非直接后继节点的传播时延节点n（1…N‑1）均向其所有的后继节点k（n+1，n+2，…，N）广播其与所有的后继节点的传播时延Tn，k。