[发明专利]一种无线传感器网络中的协作定位方法

摘要

本发明提供一种无线传感器网络中的协作定位方法。该定位方法基于每个待定位节点的接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)和估计位置的克拉美罗下界(Cramer‑Rao Lower Bound,CRLB)，为其划分不同的节点簇，并从节点簇中选取对定位精度更有利的参考节点，利用所选取参考节点的已知位置信息，使用线性最小二乘(Linear Least Squares,LLS)算法计算该待定位节点的位置。通过上述方法为待定位节点选取参考节点，以轻微降低定位精度的代价，极大减少无线传感器网络的能量消耗以及协作定位的计算复杂度。

主权项

1.一种无线传感器网络中的协作定位方法，其特征在于：该方法为每个待定位节点划分节点簇，并从中选取对定位精度更有利的参考节点，使用线性最小二乘LLS法计算其位置；该方法包括如下步骤：(1) 在定位开始前，通过统计定位区域内随机分布的待定位节点对参考节点的接收信号强度RSS值的累积概率密度分布函数，设置接收信号强度阈值，将待定位节点接收到的网络中所有其通信范围内节点的RSS值与设置的阈值进行比较，将接收信号强度值大于阈值的节点划分到该待定位节点的节点簇中；(2) 计算待定位节点的节点簇中任意两个节点对其位置估计的克拉美罗下界CRLB，计算某一节点与节点簇中其他每个节点组合得到的所有该CRLB值总和的倒数，将该倒数值作为该节点对待定位节点位置估计的贡献值，选取贡献值大的节点作为该待定位节点的参考节点，并根据RSS值结合该贡献值，动态地对节点簇中的节点进行更新；在定位过程中，由于信道的时变特性，如果待定位节点对其节点簇中某一节点的RSS值小于设置的阈值，且该节点的贡献值小于节点簇中其他所有节点，则在节点簇中节点数目大于3的前提下，将该节点从节点簇中去除，否则保留；如果待定位节点对其节点簇外某一节点的RSS值大于设置的阈值，且该节点的贡献值大于节点簇中贡献值最小的节点，则将该节点划分到此节点簇中；(3) 从每个待定位节点的节点簇中选取对其定位结果贡献值较大的节点作为该待定位节点的参考节点，利用所选取参考节点的位置信息，使用线性最小二乘法计算其位置。