[发明专利]一种用于无线传感器网络的分布式多源定位算法

摘要

本发明公开了一种用于无线传感器网络的分布式多源定位算法，包括：(1)系统初始化；(2)多源发射无线电信号，参考节点确定多源定位模型；(3)执行分布式多源邻近估计算法，获取多源定位初值；(4)筛选有效参考节点，确定迭代次序；(5)执行分布式多源方向梯度估计算法；(6)与系统预设阈值比较，确定最终多源定位结果。步骤(3)通过邻近节点估计多源定位初值，步骤(5)通过增量梯度估计的方式并行解算多源坐标信息。本发明可应对无线传感器网络中的多源定位需求，具有较好的邻近节点分辨能力、定位时效性和系统定位容量，可广泛应用于无线传感器网络多源定位系统中。

主权项

1.一种用于无线传感器网络的分布式多源定位算法，其特征在于，包括以下步骤：(1)系统初始化；(2)无线传感器网络中多个目标节点发射无线电信号，参考节点接收多源叠加信号，并计算叠加能量，确定多源定位模型；(3)执行分布式多源邻近估计算法，获取多源定位初值；(4)根据步骤(3)所获得的多源定位初值筛选有效参考节点，确定下一步的迭代运算次序；(5)执行分布式多源方向梯度估计算法，按照步骤(4)所确定的参考节点迭代次序，在上一次迭代位置估计值处，对自身能量测量值进行多源方向梯度运算，并解算本次迭代位置估计值；(6)将每次迭代定位结果和上一次迭代定位结果的差值与系统预设阈值比较，若差值大于或者等于系统预设阈值，则返回步骤(5)，重新执行分布式多源方向梯度估计算法；若差值小于系统预设阈值，则本次迭代位置估计值即为最终多源定位结果；所述步骤(2)具体为：设定二维的无线传感器网络，内部分布着P个参考节点BS，坐标为：R＝{[r1,r2,…,rp,…,rP]T∈RP×2,p＝1,2,…P}；M个待定位的目标节点MS，坐标为：θ＝{[ρ1,ρ2,…,ρm,…,ρM]T∈RM×2,m＝1,2,…M}；目标节点周期性发射相同的无线电信号s(n)，设参考节点的接收增益均为1，则参考节点p接收到目标节点m的信号能量为：其中，vp(n)为参考节点p处的加性噪声，服从正态分布N(0,σ2)，其中，σ2是vp(n)的方差；因此，参考节点p接收到的多源信号能量的叠加为：取采样周期T内的信号能量叠加平均值y_p，并认为在采样周期T内则：其中：将P个参考节点的信号能量叠加平均值，即能量测量值，以矩阵的形式表示：其中：则P个参考节点的能量测量值矩阵可表示为：Y＝DS+W。