[发明专利]一种无线自组织网络的多用户测距方法及系统

权利要求书

1.一种无线自组织网络的多用户测距方法，其特征在于，包括：

步骤S1：通过时分的方式，将帧划分为包括广播时隙、竞争接入时隙以及数据时隙；

步骤S2：在无线自组织网络中，主节点通过广播时隙广播公共控制信号；附近的节点接收到公共控制信号后，根据附近节点的自身需求，通过竞争接入时隙进行竞争接入，发起接入的节点为附属节点；

步骤S3：主节点在竞争接入时隙中获得多个附属节点的信息，并形成多组成对的数据时隙，通过多组成对的数据时隙进行数据传输；

步骤S4：通过多组成对的数据时隙进行信息传输的同时，通过交替变化分配数据时隙的上下行方向，进行对称双向测距，跟踪与多个节点的距离变化；

所述附近的节点包括在无线自组织网络内，距离主节点在预设范围内的节点；

所述步骤S4包括：

步骤S4.1：主节点在竞争接入时隙收到多个附属节点的接入请求后，通过广播时隙广播公共控制信号，通知对应的附属节点分配的数据时隙和上下行方向信息；

步骤S4.2：对应的附属节点收到数据时隙和上下行方向信息后，得到分配的数据时隙位置和上下行信息，主节点和附属节点进行上下行的信息传输，并利用同步信道中的已知序列，得到测距需要的时间信息；当附属节点没有分配到数据时隙，则重新通过竞争接入时隙进行竞争接入；

步骤S4.3：根据最近两帧得到的时间信息，得到信号传播时间；

步骤S4.4：根据信号传播时间，得到测距结果；

所述步骤S4.1包括：

所述分配的数据时隙包括：在一个帧周期内，分配两个时隙，其中一个时隙为上行方向，另一个时隙为下行方向；

所述上下行方向信息包括：相邻的帧周期是交替变化的，当在前一个帧周期内，第一个分配的时隙是上行，则第二个分配的时隙是下行，则在当前帧周期内，第一个分配的时隙是下行，第二个分配的时隙是上行；反之，当在前一个帧周期内，第一个分配的时隙是下行，第二个分配的时隙是上行，则在当前帧周期内，第一个分配的时隙是上行，第二个分配的时隙是下行；

所述步骤S4.2中时间信息包括：在第n个帧的附属节点k的上行数据时隙为附属节点k发送信号的起始时间T_n,k,up,tx和主节点接收信号的起始时间T_n,k,up,rx；在第n个帧的附属节点k的下行数据时隙为主节点发送信号的起始时间T_n,k,down,tx和附属节点k接收信号的起始时间T_n,k,down,rx；当在当前帧内，首先出现的是上行数据时隙，然后是下行数据时隙，则附属节点k需要传输的与测距有关的时间信息为：T_n,k,tag＝T_n,k,down,rx-T_n,k,up,tx；主节点需要传输的与测距有关的时间信号为：T_n,k,master＝T_n,k,up,rx-T_n,k,down,tx；其中，n表示帧的编号；k表示附属节点的编号；up表示上行数据时隙；tx表示发送的时间；down表示下行数据时隙；rx表示接收的时间；

所述接收信号的起始时间是通过对同步信道中的已知序列进行延时估计；

所述步骤S4.3包括：

当第n-1帧首先是上行数据时隙，然后是下行数据时隙，则第n帧首先是下行数据时隙，然后是上行数据时隙，信号传播时间在主节点计算公式如下：

当第n-1帧首先是下行数据时隙，然后是上行数据时隙，则第n帧首先是上行数据时隙，然后是下行数据时隙，信号传播时间在接入节点计算公式如下：

所述步骤S4.4中测距结果包括：

distance_n,k,master＝Td_n,k,master×c(3)

distance_n,k,tag＝Td_n,k,tag×c(4)

其中，c表示光速。

2.根据权利要求1所述的无线自组织网络的多用户测距方法，其特征在于，所述步骤S2中公共控制信号包括：帧结构信息以及请求测距信息；

所述帧结构信息包括：主节点使用的功能时隙的时间分配、用户信息以及上下行方向。