[发明专利]一种nanoLOC无线通信距离估计及其在线评估方法

摘要

一种nanoLOC无线通信距离估计及其在线评估方法，涉及无线定位环境中的精确通信距离估计技术。本发明是为了解决实际无线定位中由于噪声、测量误差和非视距的影响，导致通信距离估计误差较大的问题。本发明所述的一种无线通信距离估计及其在线评估方法，未知节点首先测量其与锚节点间的通信距离，采用滑动窗口处理策略，对通信距离测量值序列进行滑动滤波和统计计算，得到通信距离测量值的统计均值和统计标准差；然后将统计均值作为通信距离估计结果，将统计标准差作为通信距离估计的质量评估参数，实现通信距离估计及其质量评估，为后续定位计算提供重要的先验知识。本发明适用于基于测距的无线定位系统和基于声呐测距的水下定位系统中。

主权项

一种nanoLOC无线通信距离估计及其在线评估方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、锚节点初始化后，建立一个无线局域网络，并允许其它无线通信节点加入网络；未知节点上电初始化后，申请并成功加入锚节点建立的无线网络；步骤二、未知节点通过其nanoLOC无线收发器向锚节点发送测距请求数据包，未知节点与锚节点按照双边对等测距流程，获得当前通信距离测量值di，其中i为序号，且i为正整数；步骤三、未知节点连续测量的通信距离值构成通信距离测量值序列，采用滑动窗口的处理策略，滑动窗口宽度为w，其中w为正整数，且w≥2，本发明中w取值4；步骤四、当前时刻为t，t为正整数，当前通信距离测量值为dt，则当前滑动窗口为W＝{dt‑w+1,dt‑w+2,dt‑w+3,…,di,…,dt}，其中di为不同时刻估计得到的通信距离测量值，i为距离估计值序号，且t‑w+1≤i≤t；步骤五、在不断测量的同时，未知节点对W内的通信距离测量值序列进行滑动滤波处理：如果当前滑动窗口W内的数据个数n小于w，滑动平均值否则，滑动平均值因而形成滑动平均后的滑动窗口序列W’＝{d′t‑w+1,d′t‑w+2,d′t‑w+3,…,d′t}，其中n为正整数，滑动平均后得到的滑动窗口序列W’的宽度也设定为w；步骤六、未知节点对滑动窗口W’内的通信距离测量值进行统计计算，得到其统计均值u和统计标准差σ；将统计均值u作为当前通信距离估计值，统计标准差σ作为当前通信距离估计的质量评估指标：σ值越小，表示通信距离估计值相对于其统计均值u的离散程度较小，表明其估计质量较高，并实时输出通信距离估计结果及其质量评估参数；步骤七、未知节点判断是否完成预期的通信距离估计任务，若是，则执行步骤八，否则继续执行步骤二至步骤七，实现后续的通信距离估计及其在线评估；步骤八、停止通信距离估计及其在线评估。