[发明专利]新型分布式非测距定位方法

说明书

本发明提出了一种新型分布式非测距定位方法，依据潜在邻居中继节点数完成相邻节点间距离估计，再以累加方式获得多跳节点间的估计距离；随后，对锚节点间距离估计残差进行检测，推断出网络最大跳数范围阈值；接着，在最大跳数范围内，对有足够锚节点的未知节点进行定位；并依据估计位置到锚节点距离与相应估计距离关系，判断获得的估计位置是否出现异常，若出现异常，采用加权Bounding‑Box算法进行纠正；最后，已完成定位节点升级为新锚节点，仍旧用最大跳数和异常判断、纠正，辅助未完成定位节点进行定位，直至全部节点实现定位。本发明对设备要求低、能耗低、位置估计精度高。

技术领域

本发明涉及计算机网络应用技术领域，具体是涉及新型分布式非测距定位方法。

背景技术

无线定位技术不仅是无线网络关键技术之一，它还为其他的无线应用提供支持，如路由、拓扑控制等。因此没有位置信息的无线数据往往是没有意义。非测距定位是一种采用节点间跳数、区域密度或邻居节点数等信息间接的获取节点间的距离定位方法。非测距多跳定位对设备要求低、性价比高的优势，因此受到广泛关注。

以往的非测距定位方法，大都通过收集全网络中锚节点间的定位信息，然后估算出距离估计模型，再将距离估计模型推送给各个未知节点，最后再在多边测量法的帮助下实现位置估计。频繁的收集定位信息和推送距离估计模型导致全网节点间通信拥塞，更为严重的是会大量的消耗节点的能量，使得网络节点的快速失去能量而无法正常工作。

文献[Simic S N,Sastry S.Distributed localization in wireless ad hocnetworks[R].Technical Report UCB/ERL,2002,2:1-13.]中公开了：通过推导可知，未知节点应该位于所有锚节点的通信区域的重叠单元格内，但该方法只适合一跳定位，只用与未知节点相邻的锚节点，且重叠区域中心作为未知节点的估计位置。因此，Bounding-Box算法对多跳网络往往无能为力，还忽略了锚节点到未知节点远近的影响力问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型分布式非测距定位方法，其不仅继承了以往非测距定位方法的优点，而且具有能量消耗低、通信效率高、定位精度高的优点，且非常适合复杂环境下的节点定位。

本发明所述的新型分布式非测距定位方法，包括如下步骤：

步骤1、在网络初始化时，在信息沿传递路径传播同时，路径上节点依据潜在邻居中继节点数，通过Muller法以分布式的方式完成网络中两两节点间的距离，随后以累加方式获取任意节点对之间的距离；

步骤2、将步骤1获得的锚节点间的估计距离，与对应真实距离求差获得距离估计残差，采用Modified Thompson Tau检测法逐跳检测锚节点间残差，确定网络中最大跳数范围；

步骤3、在步骤2获得的最大跳数范围的限制下，对有足够锚节点的未知节点采用多边测距法进行位置估计，并对估计位置到锚节点距离与对应的估计距离关系进行判断，判断前者是否大于后者，若大于则出现异常估计，采用加权的Bounding-Box纠正异常估计位置；

步骤4、已完成定位节点升级为新锚节点，结合步骤2获得的最大跳数范围，并重复步骤3，辅助未完成定位节点迭代完成定位，直至网络中全部节点实现定位。

进一步的在网络初始化时，在信息沿传递路径传播同时，路径上节点依据潜在邻居中继节点数，在Muller法的帮助下，以分布式的方式、迅速地完成网络中两两节点间的距离，随后以累加方式获取任意节点对之间的距离，其过程可以分为以下步骤：

步骤1-1、网络初始化，节点连接成网，采用Dijkstra或Floyd算法获取多跳节点间的最短路径；