[发明专利]用于分布式无线传感网络的节点定位方法

摘要

本发明公开了一种用于分布式无线传感网络的节点定位方法，其特征在于，所述的分布式无线传感网络中的传感器节点中包括锚节点和未知节点，进行节点定位方法时针对每个未知节点确定该未知节点的邻居节点，并计算各个未知节点与自身每个邻居节点的距离及距离权重；根据分布式无线传感网络所有未知节点与各个邻居节点的距离权重确定各未知节点的迭代步长；在设定的时间段内，从初始时刻所有传感器节点的位置开始，根据所有未知节点与各个邻居节点的距离权重以及迭代步长对各个未知节点进行循环迭代定位，并以最后一次迭代定位的结果作为各个未知节点最终的定位结果。本发明定位方法具有指数收敛性质，而且收敛速度较快，并且具有完全分布式的特点。

主权项

一种用于分布式无线传感网络的节点定位方法，其特征在于，所述的分布式无线传感网络中的传感器节点中包括锚节点和未知节点，进行节点定位方法时，未知节点通过如下方法进行定位：步骤1：针对每个未知节点确定该未知节点的邻居节点，并计算各个未知节点与自身每个邻居节点的距离及距离权重；针对任意一个未知节点，判断所有与当前未知节点相邻的未知节点任意三个未知节点是否互为邻居节点，若互为邻居节点，则利用如下方法计算当前未知节点与该三个未知节点的中间距离权重：S1‑1，计算中间距离权重的绝对值：|ali|=|SΔljkSΔijk|,|alj|=|SΔlkiSΔijk|,|alk|=|SΔlijSΔijk|,]]>其中：i，j，k该组中的未知节点的编号；SΔijk、SΔljk、SΔlki、和SΔlij为分别为由相应的传感器节点构建的三角形的面积，根据该三角形中任意两个传感器节点的距离计算得到；S1‑2，根据σli|ali|+σlj|alj|+σlk|alk|＝1，其中σli，σlj，σlk的绝对值为1，分别以σli，σlj，σlk作为ali、alj和alk的符号；S1‑3，针对任意一个与当前未知节点相邻的未知节点，计算所有当前未知节点与该未知节点的中间距离权重的平均值，并作为未知节点l与该未知节点的距离权重。步骤2：根据分布式无线传感网络所有未知节点与各个邻居节点的距离权重确定各个未知节点的迭代步长；设定所有未知节点的迭代步长的取值范围为其中：M为系统矩阵，M根据所有未知节点的所有距离权重计算得到，Σ为系统噪声协方差矩阵，Σ为由各个未知节点的噪声协方差平方组成的对角阵，λmax(X)表示求矩阵X的谱半径。步骤3：在设定的时间段内，从初始时刻所有传感器节点的位置开始，根据所有未知节点与各个邻居节点的距离权重以及迭代步长对各个未知节点进行循环迭代定位，并以最后一次迭代定位的结果作为各个未知节点最终的定位结果。其中，每次迭代定位时进行如下操作：S3‑1，所有传感器节点将自身当前定位结果发送给自身的所有邻居节点；S3‑2，每个未知节点根据接收到所有邻居节点前一次的定位结果后计算中间变量，且针对与其相邻的每一个未知节点，将中间变量乘以自身与该未知节点的距离权重后作为加权中间变量，发给该未知节点；S3‑3，各个未知节点接收到与其相邻的未知节点的加权中间变量后计算本次迭代定位的结果，其中未知节点l第k次迭代定位的结果的根据如下公式：pl^(k)=pl^(k-1)-ϵδiηi+ϵδiΣi∈Nialiηi,]]>其中，为第k‑1次的迭代定位结果；∈为迭代步长；为与未知节点l的相邻的未知节点的集合；δi为与未知节点l相邻的未知节点i的噪声协方差；ali为与未知节点l相邻的未知节点i的距离权重；ηi为与未知节点l接收到的来自于未知节点i的加权中间变量。k为本次迭代计算的次数。