[发明专利]一种信标无线个域网中中心节点与设备节点间的测距方法

权利要求书

1、一种信标无线个域网中中心节点与设备节点间的测距方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)信标无线个域网中心节点根据网络设定的平均脉冲发射频率、帧发送数据率以及前导域信元重复次数这些测距参数的初始值计算待发送的测距请求信标帧中的网络活跃周期参数，并设信标帧发送周期参数与网络活跃周期参数相等；

(2)中心节点从设备节点地址列表中将需测设备节点的地址复制到待测设备节点地址队列中，并设定测距次数；

(3)中心节点将上述待测设备节点地址队列中的设备节点地址复制到由中心节点向设备节点发送的测距请求信标帧中，并通过广播方式向各设备节点发送该测距请求信标帧；

(4)各设备节点根据上述接收到的测距请求信标帧中包含的设备地址信息，依次在分配给本设备节点的分配时隙中向中心节点发送测距帧；

(5)中心节点若在单位时隙内收到上述测距帧，则记录上述来自设备节点的测距帧的到达时间，若在单位时隙内未收到上述测距帧，就将与该单位时隙相对应的设备节点的地址保存在失败等待队列中，直到所有分配时隙结束，将新的待测设备节点的地址信息从待测设备节点地址队列中复制到测距请求信标帧中；

(6)重复步骤(3)～(5)，完成所有需测设备节点的第一次测距；

(7)重复步骤(3)～(6)，完成所有需测设备节点的第二次测距，并重复测距，重复次数为(2)中设定的测距次数；

(8)中心节点根据信标无线个域网中收发机芯片返回的由步骤(2)中规定次数的测距结果的可信度评估值，将可信度低于设定域值的设备节点地址保存在失败等待队列中，并更新测距请求信标帧中的测距参数，得到更新后的网络活跃周期参数以及信标帧发送周期参数，将失败等待队列中的设备节点地址复制到待测设备节点地址队列中，重复步骤(1)～(7)，直到失败等待队列中没有设备节点地址，最后分别得到对应每一个需测设备节点的测距帧的多个到达时间；

(9)求上述对应每一个需测设备节点的测距帧的到达时间的平均值，根据对应需测设备节点的该平均值和与该需测设备节点的单位时隙的起始值，得到中心节点与该需测设备节点的距离：

中心节点到设备节点距离＝(到达时间平均值-相应单位时隙起始值)×光速。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的网络活跃周期参数的确定方法如下：

取满足该式的最小自然数作为网络活跃周期参数，上式中，

其中，前导域信元周期是中心节点从设备节点接收到的测距帧中前导域单个信元的持续时间，载荷域信元周期是测距帧中载荷域部分单个信元的持续时间，定界域是前导域与长度域之间部分，由8个或64个前导域信元组成，长度域时间为定值。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的中心节点向设备节点发送的测距请求信标帧的帧结构，包括：物理层数据单元包头域、物理层数据单元长度域、物理层数据单元载荷域；其中所述的物理层数据单元载荷域由媒体访问控制层数据单元包头域、媒体访问控制层数据单元载荷域、媒体访问控制层帧检测序列域组成，所述的媒体访问控制层数据单元包头域中，第1个字节的低三位设置为100，表示当前信标帧为测距请求信标帧，媒体访问控制层数据单元载荷域中，从低位开始，第1个字节的1、2位存放平均脉冲发送频率信息，3、4位存放帧发送数据率信息，5、6位存放前导域信元重复次数信息，7、8位保留，第2个字节存放设备节点地址个数信息，第3个字节到第12字节存放第一个需测设备节点的地址信息；第13字节到22字节存放第二个需测设备节点的地址信息；依此类推，第63字节到72字节存放第七个需测设备节点的地址信息。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的设备节点向中心节点发送的测距帧的帧结构，包括：物理层数据单元包头域、物理层数据单元长度域、物理层数据单元载荷域；其中所述物理层数据单元载荷域由媒体访问控制层数据单元包头域、媒体访问控制层数据单元载荷域、媒体访问控制层帧检测序列域组成，所述的媒体访问控制层数据单元包头域中，第1字节的低三位设置为101，表示当前数据帧为测距帧，媒体访问控制层数据单元载荷域中有1个字节，从低位开始，该字节的1、2位存放平均脉冲发送频率信息，3、4位存放帧发送数据率信息，5、6位存放前导域信元重复次数信息，7、8位保留。