一种无线自组织网络中节点的定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种无线自组织网络中节点的定位方法及装置，所述方法包括：获取无线自组织网络的网络拓扑信息；确定无线自组织网络中的簇头节点，以预设方式对无线自组织网络进行分簇；以每个簇中的簇头节点为基准点，分别计算该簇中的非簇头节点相对于该簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息；从所确定的簇头节点中选择目标簇头节点；确定每个待定位节点到目标簇头节点的传输路径，根据传输路径上各节点基于所在簇的第一位置信息，计算该传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息。本发明专利技术实施例提供的无线自组织网络中节点的定位方法及装置，可以减小无线自组织网络中节点定位时的误差。

Method and device for positioning nodes in wireless self-organizing network

The embodiment of the invention provides a wireless positioning method and device of nodes in the network, the method includes: network topology information acquisition in wireless ad hoc network; wireless self determine the cluster head node in the network organization, the default way to organize the network clustering wireless to cluster head nodes in each cluster; the reference point, calculate the non cluster head nodes of the cluster in the position information of the cluster head node of the cluster relative to the first position as information; select the cluster head node from the cluster head node is determined; the nodes to be positioned to determine each transmission path to the target cluster head nodes, according to the first position information each node on the transmission path based on the cluster where the nodes to be positioned relative to the target location information of the cluster node to calculate the transmission path corresponding to the location information, as of second. The method and the device for positioning nodes in the wireless self-organizing network provided by the embodiment of the invention can reduce the error when the nodes are positioned in the wireless self-organizing network.

【技术实现步骤摘要】
一种无线自组织网络中节点的定位方法及装置
本专利技术涉及无线自组织网络通信
，特别是涉及一种无线自组织网络中节点的定位方法及装置。
技术介绍
无线自组织网络是一种不需要固定基础设施支持，多个移动终端自行组织而形成的网络。无线自组织网络中的移动终端又称为节点，各节点可随意移动，并通过直接或间接的方式进行数据的转发以实现相互通信，因此如何实现对节点的定位，获取节点有效的位置信息成为亟待解决的问题。图1为无线自组织网络中各节点位置关系的示意图，其中，中间连线的两个节点互为邻居节点，中间没有连线的两个节点不互为邻居节点。现有技术中公开了一种节点定位方法，其过程为：在节点密度比较大的地方选取一个节点O作为坐标原点，在其所有的邻居节点中选取两个邻居节点，以其中一个邻居节点A所在的边为y轴，另外一邻居节点B所在的边为x轴建立坐标系(该坐标系并非仅为直角坐标系，x轴和y轴间的夹角是任意的)，利用该坐标系描述无线自组织网络中各节点(如节点C、D或E等)的位置。值得注意的是，现有的节点定位方法在利用上述坐标系描述无线自组织网络中各节点的位置时，是通过从一个中心节点开始向外逐个节点进行定位的。如图1所示，根据节点O、A和B确定节点C的位置，然后根据节点A和中间连通的节点C确定节点D的位置，然后根据中间连通的节点D和C确定节点E的位置,依次类推。对于这种定位方法，在节点数量较多，且大部分节点与节点O、A和B均不互为邻居节点的情况下，大部分节点的位置必须要通过中间连通的节点的位置进行计算得到，每计算一个中间连通的节点的位置就会产生一层误差，这将导致计算误差层层累加的情况出现，造成边缘节点定位误差过大。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种无线自组织网络中节点的定位方法及装置，以减小无线自组织网络中节点定位时的误差。为达到上述目的，本专利技术实施例提供了一种无线自组织网络中节点的定位方法，应用于无线自组织网络中的任一节点，所述方法包括：获取无线自组织网络的网络拓扑信息；根据所述网络拓扑信息，确定所述无线自组织网络中的簇头节点，以预设方式对所述无线自组织网络进行分簇；所述预设方式为将每个簇头节点以及该簇头节点的邻居节点划分为同一个簇的方式；以每个簇中的簇头节点为基准点，分别计算该簇中的非簇头节点相对于该簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息；从所确定的簇头节点中选择目标簇头节点；确定每个待定位节点到目标簇头节点的传输路径，根据传输路径上各节点基于所在簇的第一位置信息，计算该传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息，实现对无线自组织网络中节点的定位。优选地，所述网络拓扑信息包括：互为邻居节点的两个节点间的距离以及各节点的通信范围，所述以每个簇中的簇头节点为基准点，计算该簇中的节点相对于该簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息的步骤，包括：通过以下方式计算每个簇中的非簇头节点相对于该簇中的簇头节点的位置信息：计算第一簇内非簇头节点的连通度，其中，节点的连通度为：该节点在所在簇内拥有非簇头邻居节点的数量，所述第一簇为：无线自组织网络的一个簇；确定连通度最大的非簇头节点，记为目标邻居节点；判断第一簇中是否包括所述目标邻居节点的非簇头邻居节点；如果包括，确定连通度最大的第一邻居节点，作为第二邻居节点，其中，所述第一邻居节点为：所述第一簇中所述目标邻居节点的非簇头邻居节点；根据所述第一簇中的簇头节点、目标邻居节点和第二邻居节点，建立第一坐标系，计算所述第一簇中的非簇头节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；如果不包括，根据所述第一簇中各非簇头节点到簇头节点的距离以及各非簇头节点的通信范围，估算每个非簇头节点相对于所述第一簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息。优选地，所述计算所述第一簇中的非簇头节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息的步骤，包括：将所述目标邻居节点和所述第二邻居节点确定为已定位节点；判断所述第一簇中未定位节点是否等于0；所述未定位节点为所述第一簇中除已定位节点之外的非簇头节点；如果等于0，获取已定位节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；如果不等于0，则判断所述第一簇中是否存在第三邻居节点，其中，所述第三邻居节点为：与至少两个已定位节点互为邻居节点的未定位节点；如果存在第三邻居节点，确定连通度最大的第三邻居节点，作为第四邻居节点，根据所述第四邻居节点与所述第一簇内簇头节点的距离、与所述第四邻居节点互为邻居节点的任意两个已定位节点分别到所述第四邻居节点的距离，确定所述第四邻居节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；将所述第四邻居节点确定为已定位节点，并返回执行所述判断所述第一簇中未定位节点是否等于0的步骤；如果不存在第三邻居节点，判断是否存在第五邻居节点；所述第五邻居节点为：与一个已定位节点互为邻居节点且根据其他已定位节点的通信范围可唯一确定第一位置信息的未定位节点；如果存在第五邻居节点，确定第六邻居节点的位置信息，作为第一位置信息，并将所述第六邻居节点确定为已定位节点，并返回执行所述判断所述第一簇中未定位节点是否等于0的步骤；所述第六邻居节点为：连通度最大的第五邻居节点；如果不存在第五邻居节点，根据每个未定位节点到所述第一簇中簇头节点的距离以及各非簇头节点的通信范围，估算该未定位节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；将连通度最大的未定位节点确定为已定位节点，并返回执行所述判断所述第一簇中未定位节点是否等于0的步骤。优选地，所述根据传输路径上各节点基于所在簇的第一位置信息，计算该传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息的步骤包括：当检测到传输路径中存在互为邻居节点的簇头节点时，根据检测到的簇头节点之间的相对位置信息，建立所检测到的簇头节点对应的第一坐标系之间的关联关系，作为第一关联关系；当检测到传输路径中存在通过一个中间节点连通的簇头节点时，根据所述中间节点分别相对于检测到的簇头节点的位置信息，建立所检测到的簇头节点对应的第一坐标系之间的关联关系，作为第二关联关系；根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，计算传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息。优选地，所述目标簇头节点为目标簇的簇头节点，所述目标簇为：包含至少两个互为邻居节点的非簇头节点的簇。优选地，所述方法还包括：根据公式对各节点的第二位置信息进行修正；其中，(x，y)为节点n的第二位置信息，(xi,yi)为节点n的邻居节点ni的第二位置信息，d(n,ni)为所述节点n与所述节点ni间的距离，N为所述节点n的邻居节点的数量，(x′，y′)为修正后的所述节点n的第二位置信息。本专利技术实施例还提供了一种无线自组织网络中节点的定位装置，应用于无线自组织网络中的任一节点，所述装置包括：获取模块，用于获取无线自组织网络的网络拓扑信息；分簇模块，用于根据所述网络拓扑信息，确定所述无线自组织网络中的簇头节点，以预设方式对所述无线自组织网络进行分簇；所述预设方式为将每个簇头节点以及该簇头节点的邻居节点划分为同一个簇的方式；第一计算模块，用于以每个簇中的簇头节点为基准点，分别计算该簇中的非簇头节点相对于该簇中簇头节点的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线自组织网络中节点的定位方法，其特征在于，应用于无线自组织网络中的任一节点，所述方法包括：获取无线自组织网络的网络拓扑信息；根据所述网络拓扑信息，确定所述无线自组织网络中的簇头节点，以预设方式对所述无线自组织网络进行分簇；所述预设方式为将每个簇头节点以及该簇头节点的邻居节点划分为同一个簇的方式；以每个簇中的簇头节点为基准点，分别计算该簇中的非簇头节点相对于该簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息；从所确定的簇头节点中选择目标簇头节点；确定每个待定位节点到目标簇头节点的传输路径，根据传输路径上各节点基于所在簇的第一位置信息，计算该传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息，实现对无线自组织网络中节点的定位。

【技术特征摘要】
1.一种无线自组织网络中节点的定位方法，其特征在于，应用于无线自组织网络中的任一节点，所述方法包括：获取无线自组织网络的网络拓扑信息；根据所述网络拓扑信息，确定所述无线自组织网络中的簇头节点，以预设方式对所述无线自组织网络进行分簇；所述预设方式为将每个簇头节点以及该簇头节点的邻居节点划分为同一个簇的方式；以每个簇中的簇头节点为基准点，分别计算该簇中的非簇头节点相对于该簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息；从所确定的簇头节点中选择目标簇头节点；确定每个待定位节点到目标簇头节点的传输路径，根据传输路径上各节点基于所在簇的第一位置信息，计算该传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息，实现对无线自组织网络中节点的定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络拓扑信息包括：互为邻居节点的两个节点间的距离以及各节点的通信范围，所述以每个簇中的簇头节点为基准点，计算该簇中的节点相对于该簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息的步骤，包括：通过以下方式计算每个簇中的非簇头节点相对于该簇中的簇头节点的位置信息：计算第一簇内非簇头节点的连通度，其中，节点的连通度为：该节点在所在簇内拥有非簇头邻居节点的数量，所述第一簇为：无线自组织网络的一个簇；确定连通度最大的非簇头节点，记为目标邻居节点；判断第一簇中是否包括所述目标邻居节点的非簇头邻居节点；如果包括，确定连通度最大的第一邻居节点，作为第二邻居节点，其中，所述第一邻居节点为：所述第一簇中所述目标邻居节点的非簇头邻居节点；根据所述第一簇中的簇头节点、目标邻居节点和第二邻居节点，建立第一坐标系，计算所述第一簇中的非簇头节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；如果不包括，根据所述第一簇中各非簇头节点到簇头节点的距离以及各非簇头节点的通信范围，估算每个非簇头节点相对于所述第一簇中簇头节点的位置信息，作为第一位置信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一簇中的非簇头节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息的步骤，包括：将所述目标邻居节点和所述第二邻居节点确定为已定位节点；判断所述第一簇中未定位节点是否等于0；所述未定位节点为所述第一簇中除已定位节点之外的非簇头节点；如果等于0，获取已定位节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；如果不等于0，则判断所述第一簇中是否存在第三邻居节点，其中，所述第三邻居节点为：与至少两个已定位节点互为邻居节点的未定位节点；如果存在第三邻居节点，确定连通度最大的第三邻居节点，作为第四邻居节点，根据所述第四邻居节点与所述第一簇内簇头节点的距离、与所述第四邻居节点互为邻居节点的任意两个已定位节点分别到所述第四邻居节点的距离，确定所述第四邻居节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；将所述第四邻居节点确定为已定位节点，并返回执行所述判断所述第一簇中未定位节点是否等于0的步骤；如果不存在第三邻居节点，判断是否存在第五邻居节点；所述第五邻居节点为：与一个已定位节点互为邻居节点且根据其他已定位节点的通信范围可唯一确定第一位置信息的未定位节点；如果存在第五邻居节点，确定第六邻居节点的位置信息，作为第一位置信息，并将所述第六邻居节点确定为已定位节点，并返回执行所述判断所述第一簇中未定位节点是否等于0的步骤；所述第六邻居节点为：连通度最大的第五邻居节点；如果不存在第五邻居节点，根据每个未定位节点到所述第一簇中簇头节点的距离以及各非簇头节点的通信范围，估算该未定位节点在所述第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息；将连通度最大的未定位节点确定为已定位节点，并返回执行所述判断所述第一簇中未定位节点是否等于0的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据传输路径上各节点基于所在簇的第一位置信息，计算该传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息的步骤包括：当检测到传输路径中存在互为邻居节点的簇头节点时，根据检测到的簇头节点之间的相对位置信息，建立所检测到的簇头节点对应的第一坐标系之间的关联关系，作为第一关联关系；当检测到传输路径中存在通过一个中间节点连通的簇头节点时，根据所述中间节点分别相对于检测到的簇头节点的位置信息，建立所检测到的簇头节点对应的第一坐标系之间的关联关系，作为第二关联关系；根据所述第一关联关系和所述第二关联关系，计算传输路径对应的待定位节点相对于目标簇头节点的位置信息，作为第二位置信息。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标簇头节点为目标簇的簇头节点，所述目标簇为：包含至少两个互为邻居节点的非簇头节点的簇。6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式对各节点的第二位置信息进...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建国，丁雅博，陈雷，王鹏培，汪钬柱，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11