[发明专利]一种群移动通信系统中的节点定位及拓扑更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及群移动通信系统中的节点定位及拓扑数据更新方法，属于移动通信技术领域。

背景技术

目前在移动通信中对移动节点的定位技术是以GPS技术为主对单个GPS终端的位置进行地位，由于GPS定位的时延较长，且主要依托高空卫星，对桥梁遮挡、坑道、以及隐蔽前进的无法识别；无线传感网（WSN）中的无线传感器节点大都处于静态位置，网内无线传感器节点拓扑信息是通过以能量估算的最大半径的交集进行数据估计的，因此在运动性和准确性上，都非常欠缺。

由于在群移动通信系统应用时，常常要求某个群组完成群组运动且组内互通位置信息，并传递少量重要数据，在整个群组运动中各个节点均保持与头点运动相一致的运动方向，或者部分节点接受头点指令进行迂回运动等。有时候由于该群组保密性需要，不开GPS定位或者只有头点机拥有GPS定位及对外通信功能，这就要求一种能在群组内部之间进行隐蔽通信，并且运动的群组内部之间能相互确立准确的位置信息，以及传递少量数据信息，因此需引入无线射频技术。

关于对无线射频技术的选择，目前市场上的无线通信技术主要有无线局域网WiFi、蓝牙和一些专用标准(如Adhoc网等)的产品。一些大公司为开拓市场和应用领域，也在积极研究和制定一些新的无线组网通信技术标准比如超宽带通信UWB和WiMax等。

蓝牙（bluetooth）是1994年由爱立信公司首先提出的一种短距离无线通信技术规范，它是使用无线连接来替代已经广泛使用的有线连接。蓝牙技术专门为近距离无线数据传输而设计，其有效传输距离为10～100米（商业化射频模块距离为15米左右），传输速率为1Mbps。从蓝牙技术正式公布到现在，一直受芯片价格高、厂商支持力度不够、传输距离限制及抗干扰能力差等问题的困扰，没有得到预期的大范围的应用，因此其通讯芯片以及开发设备价格相对较高。目前主要应用在无线耳机等不需要很高传输带宽的领域，且互通性方面也存在问题。

WiFi(Wireless Fidelity无线保真)在Intel的大力支持下，借迅驰处理器迅速占领市场；采用IEEE802.l1b标准，使用2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mbps,并可根据信号强弱把传输率调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽。宽带的自动调整，有效的保障了网络的稳定性和可靠性。采用最新的802.118时，速率可达54Mbps，是目前应用最广的无线网络传输协议，WiFi更适合工作时固定位置的无线通信场合，对运动中的无线通信组网模式复杂。

UWB（Ultra WindBand超宽频）是一种未来短距离宽带无线传输技术。由于未采用通常无线收发中的载波调制技术，因此它不需要混频、过滤和射频/中频转换模块，实现了低成本，低功耗和高带宽性能。自前有两大技术阵营竞争技术标准，预期的通信距离5～10m（工作距离是一大瓶颈），速率甚至可高达1Gbps,非常适合于家用消费电子产品之间的大容量数据传输，目前商业化的无线模块数量较少。

作为无线通信下一代技术的WiMax，被设想成一项无线城域网接入技术，在传输距离和速度方面均胜过WiFi，最高接入速率为70Mbps,信号传输半径可达到50km。由于WiMax技术专利由美国所获得，因此使用WiMax专利的无线射频模块以及终端将支付高额的专利费用，对市场化有非常大的限制。下表从几个方向对无线射频技术进行比较。

由此，依据传输速率大小，能耗高低，组网建网特点，无线扫描范围大小，无线模块性价比，Zigbee技术以其低功耗、低成本、短时延、高容量、且免协议专利费，选择Zigbee技术作为节点机的无线通信手段，是本发明中节点机无线射频模块选型的主要依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷和不足，提出一种新的适合在3km范围内，节点机数量为2~26个（最佳数量）之间的群组移动场景下，群移动通信系统中的节点定位及拓扑数据更新方法。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：

一种群移动通信系统中的节点定位及拓扑更新方法，包括：群内可信节点注册步骤、相邻视距节点方位计算步骤、最大能量优先拓扑建立步骤；具体如下：

A、群内可信节点注册步骤，具体如下：

步骤A1、将群移动通信系统中的所有节点机装置集中在无线信号覆盖范围内，然后对节点机装置的功能进行初始化设定；所有节点机装置均具有两个射频收发模块；

步骤A2、在所有节点机装置中设定一个节点机作为主节点机、其他的节点机作为群成员；