[发明专利]一种测距方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种测距方法及装置。

背景技术

在无线通信网络中，大多数的网络应用，仅仅知道节点的感知信息并没有实用价值，只有知道该节点的位置信息同时获取该节点的感知信息，才能使得该信息具有实用价值，比如森林火灾监控、医疗健康护理等应用，必须知道节点位置信息和该节点的感知信息，该应用才能起到实际的应用价值。因此，节点定位就是在无线通信网络中的地位就尤为重要。

目前常用的定位方式有三种：第一种是全球定位系统，但是该系统成本较高、能耗较大、易受环境影响，不适合在大范围的无线通信网络中部署。第二种是免测距的定位方法，该方法仅根据节点与周围参考节点间的连通信息，估计出待定位节点的位置，该方法定位误差的不确定性较大。第三种是基于测距的定位方法，该方法需要通过发送和接受测距分组完成测距业务，目前，数据通信业务和节点定位测距业务均承载在数据链路层，这两种业务相互独立，无法同时发起两种业务，这就会由于数据通信业务的影响无法进行实时定位；或者由于测距业务的影响，导致数据通信业务无法完成，比如：可能导致网络监测或者采集到的数据无法及时地传送给控制终端，或者造成数据的丢失。另外，这种基于测距的定位方法，发送接受测距分组将占用有限的无线宽带资源，并且数据的发送不可避免地将消耗节点能量。

基于上述技术问题，目前迫切需要提供一种新的测距方法，实现测距业务与数据通信业务的融合，降低了网络中的测距开销，减少节点能量消耗，延长网络的生命周期。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种测距方法及装置，实现通信网络中数据通信业务与测距业务的同时进行，降低了网络中的测距开销，减少节点能量消耗，延长网络的生命周期。

本申请实施例公开了如下技术方案：

一种测距方法，包括：

源节点发送请求发送控制帧给目的节点，所述请求发送控制帧包含：测距控制字段，所述控制字段用于标识是否需要测距；

当所述测距控制字段标识需要测距时，所述源节点记录发送请求发送控制帧中第一个字符的时间T1，所述目的节点记录接收到所述请求发送控制帧中第一个字符的时间T2；

所述目的节点发送允许发送控制帧给所述源节点，所述允许发送控制帧包含：与所述请求发送控制帧标识相同的控制字段；

当所述测距控制字段标识需要测距时，所述目的节点记录发送允许发送控制帧中第一个字符的时间T3，所述源节点记录接收到所述允许发送控制帧中第一个字符的时间T4；

所述源节点发送数据帧给所述目的节点，所述数据帧包含：与所述允许发送控制帧标识相同的测距控制字段；

当所述控制字段标识需要测距时，所述源节点记录发送数据帧中第一个字符的时间T5，所述目的节点记录接收到所述数据帧中第一个字符的时间T6；

所述目的节点发送应答帧给所述源节点，所述应答帧包含：时间T2、时间T3和时间T6；

源节点根据接收到的时间T2、时间T3、时间T6和所述记录的时间T1、时间T4和时间T5，计算所述源节点与所述目的节点之间的距离。

优选的，所述源节点根据接收到的时间T2，时间T3、时间T6和所述记录的时间T1、时间T4和时间T5，计算所述源节点与所述目的节点之间的距离包括：

分别计算T2与T1，T3与T4，T6与T5的时间差值；

按照公式：D=(1/4）×V×((T2-T1)-(T3-T2)+(T6-T3)-(T5-T4))，其中V为信号的传播速度，D为源节点与目的节点之间的距离。

优选的，所述计算所述源节点与所述目的节点之间的距离，之前还包括：

计算（T3-T2）与（T5-T4）的时间差比值K，得到K=（T3-T2）/（T5-T4）；

计算所述源节点与所述目的节点之间的距离，包括：

分别计算T2与T1，T3与T4，T6与T5的时间差值；

按照公式：

D=(1/2×(K+1))×V×(K×((T2-T1)-(T3-T2))+(T6-T3)-(T5-T4))，其中V为信号的传播速度，K为时间差比值，D为源节点与目的节点之间的距离。

优选的，在计算得到所述源节点与所述目的节点之间的距离之后，还包括：

将所述计算模块计算得到的距离反馈给定位装置以确定源节点或者目的节点的位置。

本发明还提供了一种测距装置，包括：