一种软件定义无线传感器网络中的定位方法技术

本发明专利技术提供一种软件定义无线传感器网络中的定位方法。该方法包括步骤：为网络中的节点设立一个贡献矩阵，矩阵中某一元素为该元素对应列上的锚节点对该元素对应行上的盲节点定位结果的贡献值；根据设立的矩阵，利用软件定义网络中控制器对全局网络信息的可知性，构建一个最优化问题，通过0‑1规划的方法为盲节点从所有锚节点中选取定位节点，满足所选取链路的功率之和不大于该无线传感器网络的总功率，并且在该要求下使得网络中所选取链路的贡献值之和达到最大；利用所选取定位节点的已知位置信息，使用线性最小二乘算法计算该盲节点的位置。本发明专利技术能在无线传感器网络功率受限的情况下为盲节点选取最利于其定位的节点，提高其定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线定位
，尤其是一种软件定义无线传感器网络中的定位方法。
技术介绍
在许多无线通信系统中，能够获知网络中节点的位置信息已经成为一个实际需求，尤其是目前已获得广泛应用的无线传感器网络(Wireless SensorNetworks，WSN)。由于在某些特定的定位环境中，往往无法准确接收GPS(Global Positioning System)卫星信号，因而研究如何精确计算传感器节点位置的定位方法对整个网络的应用具有极其关键的作用。考虑无线传感器网络功率受限的特点，如何在满足网络总功率要求的情况下研究高精度的定位方法至关重要。由于缺少对整个网络信息的可知性，目前在无线传感器网络下研究的有效功率分配定位方法大多是分布式的，相对于全局式的分配方法具有某种程度上的性能劣势。
技术实现思路
专利技术目的：为解决上述技术问题，本专利技术在软件定义网络技术的基础上，利用软件定义网络控制器对全局网络信息的可知性，提出一种软件定义无线传感器网络中的定位方法。该方法在满足无线传感器网络功率要求情况下能够提高节点定位性能，具有广阔的应用前景。技术方案：为实现上述技术效果，本专利技术的技术方案为：一种软件定义无线传感器网络中的定位方法，所述软件定义无线传感器网络包括软件定义网络控制器、Na个盲节点和Nb锚节点；该方法包括步骤：(1)计算所述软件定义无线传感器网络中任意一个锚节点对任意一个盲节点定位结果贡献值，用计算出的所有贡献值构建一个贡献矩阵贡献矩阵中的元素wij表示锚节点j对盲节点i的定位结果贡献值，i∈[1，2，…，Na]，j∈[1，2，…，Nb]；(2)构建定位节点选取矩阵定义fij＝1表示选取锚节点j作为
盲节点i的定为节点，fij＝0表示锚节点j不作为盲节点i的定为节点；(3)以最大化贡献矩阵与定位节点选取矩阵转置的乘积为目标问题，即： max F Σ j = N a + 1 N a + N b Σ i = 1 N a ( Q · F T ) ]]>设置约束条件为：①fij＝1或fij＝0；②③其中，εij表示锚节点j与盲节点i构成的链路上的传输功率，表示网络的最大总功率；求解同时满足上述三个约束条件的最佳定位节点选取矩阵；(4)软件定义网络控制器根据最佳定位节点选取矩阵为每个盲节点选取定位节点，并根据所选取定位节点的位置信息，使用线性最小二乘算法计算盲节点的位置。进一步的，所述步骤(1)中构建贡献矩阵的方法为：(1-1)获取盲节点i接收到锚节点j的信号强度Pij为：Pij＝P0-10αlog10dij+v其中，P0为在距离锚节点j 1m处的接收信号强度，单位为dBm，α是所述软件定义无线传感器网络中的路径衰减因子，v是服从高斯分布的随机变量，并根据信号强度Pij计算盲节点i与锚节点j之间的距离dij；(1-2)根据步骤(2)中得到的dij计算锚节点j对盲节点i的定位结果贡献值为： w i j = 1 σ i j 2 ]]> σ i j 2 = 1 b Σ k ∈ { j本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软件定义无线传感器网络中的定位方法，其特征在于，所述软件定义无线传感器网络包括软件定义网络控制器、Na个盲节点和Nb锚节点；该方法包括步骤：(1)计算所述软件定义无线传感器网络中任意一个锚节点对任意一个盲节点定位结果贡献值，用计算出的所有贡献值构建一个贡献矩阵贡献矩阵中的元素wij表示锚节点j对盲节点i的定位结果贡献值，i∈[1，2，…，Na]，j∈[1，2，…，Nb]；(2)构建定位节点选取矩阵定义fij＝1表示选取锚节点j作为盲节点i的定为节点，fij＝0表示锚节点j不作为盲节点i的定为节点；(3)以最大化贡献矩阵与定位节点选取矩阵转置的乘积为目标问题，即：maxFΣj=Na+1Na+NbΣi=1Na(Q·FT)]]>设置约束条件为：①fij＝1或fij＝0；②③其中，εij表示锚节点j与盲节点i构成的链路上的传输功率，表示网络的最大总功率；求解同时满足上述三个约束条件的最佳定位节点选取矩阵；(4)软件定义网络控制器根据最佳定位节点选取矩阵为每个盲节点选取定位节点，并根据所选取定位节点的位置信息，使用线性最小二乘算法计算盲节点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种软件定义无线传感器网络中的定位方法，其特征在于，所述软件定义无线传感器网络包括软件定义网络控制器、Na个盲节点和Nb锚节点；该方法包括步骤：(1)计算所述软件定义无线传感器网络中任意一个锚节点对任意一个盲节点定位结果贡献值，用计算出的所有贡献值构建一个贡献矩阵贡献矩阵中的元素wij表示锚节点j对盲节点i的定位结果贡献值，i∈[1，2，…，Na]，j∈[1，2，…，Nb]；(2)构建定位节点选取矩阵定义fij＝1表示选取锚节点j作为盲节点i的定为节点，fij＝0表示锚节点j不作为盲节点i的定为节点；(3)以最大化贡献矩阵与定位节点选取矩阵转置的乘积为目标问题，即： max F Σ j = N a + 1 N a + N b Σ i = 1 N a ( Q · F T ) ]]>设置约束条件为：①fij＝1...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕锋，朱亚萍，沈连丰，章跃跃，夏玮玮，胡静，宋铁成，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32