基于无线自组网系统中无线信标测距的方法技术方案

本发明专利技术公开了基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，包括以下方法步骤：步骤一：建立多组信标无线个域网节点A和节点B，对每组节点A、节点B进行对称双边双向无线布置；步骤二：将每组节点A、节点B与信标进行广播通信，并信标在信道上以第一脉冲重复频率定时发送广播帧，当节点A、节点B需要测距时在同一信道打开接收窗口来接收广播信号，信标发送完成后更改为第二脉冲重复频率，并在等待固定时间后打开窗口，等待节点A、节点B之间的请求信标测距帧。通过进行接收窗口和时间节点的设计，以区别在单位时间内是否接受到测距帧的到达时间为准，从而降低测距系统的成本和复杂度，减少数据竞争，提高成功率，扩大系统容量和测距时效。扩大系统容量和测距时效。

【技术实现步骤摘要】
基于无线自组网系统中无线信标测距的方法


[0001]本专利技术涉及无线信标测距
，具体为基于无线自组网系统中无线信标测距的方法。

技术介绍

[0002]随着近年来移动通信技术的飞速发展，越来越多的新技术不断涌现。为了满足需求，一种与传统的蜂窝网公众通信系统不同的分布式自组网络受到了人们的关注，例如：无线传感器网络、Ad
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hoc网络、Mesh网络等，它们的共同特点是无中心、自组织、通过多跳的方式传输信息。由于不需要预先架设基础设施(如蜂窝网中的基站、控制中心等设备)。无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点所组成的一个临时性多跳自治系统，它不依赖于预设的基础设施，具有可临时组网、快速展开、无控制中心、抗毁性强等特点，在军事方面和民事方面和民用方面都具有广阔的应用前景，是网络研究中的热点问题。
[0003]测距是无线自组网中一项关键技术，例如在无线传感器网络中，传感器检测到的温度、湿度、气味等信息只有和网络节点的位置信息结合。目前常见的测距方法有测量信号的到达时间、到达时间差、接受信号强度指示和到达角度等。测距信号的载体主要有超声波、激光、红外线。
[0004]传统的无线自组网的测距方式是根据时域相关方法，利用峰值检测器对峰值位置估算距离，测距精度较低。为此我们重新提出一种基于无线自组网系统中无线信标测距的方法。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，解决了上述背景所提出的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，包括以下方法步骤：
[0009]步骤一：建立多组信标无线个域网节点A和节点B，对每组节点A、节点B进行对称双边双向无线布置；
[0010]步骤二：将每组节点A、节点B与信标进行广播通信，并信标在信道上以第一脉冲重复频率定时发送广播帧，当节点A、节点B需要测距时在同一信道打开接收窗口来接收广播信号，信标发送完成后更改为第二脉冲重复频率，并在等待固定时间后打开窗口，等待节点A、节点B之间的请求信标测距帧；
[0011]步骤三：经过接受并数据校验分配，然后记录请求信标测距帧的到达时间、地址信息，若在单位时间内未收到测距帧的到达时间时，将该单位时间内相对应记录的测距帧地址信息保存在失败等待队列系统中，直至分配时间结束后，将这些保存在失败等待队列中
的测距帧以重新请求的方式加入步骤二中，重新打开接收窗口来接收广播信号，信标发送完成后更改为第三脉冲重复频率，并在等待固定时间后打开窗口，等待节点A、节点B之间的请求信标测距帧；
[0012]步骤四：将在单位时间内收到的每组测距帧的到达时间进行计算平均值，然后再计算该测距帧在单位时间内等待值的平均值，将每组测距帧的到达时间进行计算平均值与该测距帧在单位时间内等待值的平均值相减，并在相减后乘以光速，最终即可得到节点A、节点B之间的间距值；
[0013]优选的，所述步骤一中建立多组信标无线个域网节点A和节点B的方式是根据网络设定平均脉冲发射频率、帧发送数据率、前导域信元重复次数、信标帧发送周期参数以及信标帧中的网络活跃周期参数。
[0014]优选的，所述网络活跃周期参数的确定方法如下：
[0015][0016]取满足该式的最小自然数作为网络活跃周期参数，上式中，
[0017][0018]其中，前导域信元周期是节点A从节点B接收到的测距帧中前导域单个信元的持续时间，载荷域信元周期是测距帧中载荷域部分单个信元的持续时间，定界域是前导域与长度域之间部分，由8个或64个前导域信元组成，长度域时间为定值。
[0019]优选的，所述节点A向节点B发生请求信标测距帧的帧结构，包括：物理层数据单元包头域、物理层数据单元长度域、物理层数据单元载荷域。
[0020]优选的，所述的物理层数据单元载荷域由媒体访问控制层数据单元包头域、媒体访问控制层数据单元载荷域、媒体访问控制层帧检测序列域组成。
[0021]优选的，所述节点B向节点A发生请求信标测距帧的帧结构，包括：物理层数据单元包头域、物理层数据单元长度域、物理层数据单元载荷域。
[0022]优选的，所述的物理层数据单元载荷域由媒体访问控制层数据单元包头域、媒体访问控制层数据单元载荷域、媒体访问控制层帧检测序列域组成。
[0023](三)有益效果
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供了基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，具备以下有益效果：
[0025]1、该基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，通过根据网络设定平均脉冲发射频率、帧发送数据率、前导域信元重复次数、信标帧发送周期参数以及信标帧中的网络活跃周期参数，并以这些测距参数建立多组信标无线个域网节点A和节点B，对每组节点A、节点B进行对称双边双向无线布置，可以进行节点之间的请求信标测距帧，提高测距的精确度和测距效率。
[0026]2、该基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，通过进行接收窗口和时间节点的设计，以区别在单位时间内是否接受到测距帧的到达时间为准，从而降低测距系统的成
本和复杂度，减少数据竞争，提高成功率，扩大系统容量和测距时效。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，包括以下方法步骤：
[0029]步骤一：根据网络设定平均脉冲发射频率、帧发送数据率、前导域信元重复次数、信标帧发送周期参数以及信标帧中的网络活跃周期参数，并以这些测距参数建立多组信标无线个域网节点A和节点B，对每组节点A、节点B进行对称双边双向无线布置；网络活跃周期参数的确定方法如下：
[0030][0031]取满足该式的最小自然数作为网络活跃周期参数，上式中，
[0032][0033]其中，前导域信元周期是节点A从节点B接收到的测距帧中前导域单个信元的持续时间，载荷域信元周期是测距帧中载荷域部分单个信元的持续时间，定界域是前导域与长度域之间部分，由8个或64个前导域信元组成，长度域时间为定值。
[0034]步骤二：将每组节点A、节点B与信标进行广播通信，并信标在信道上以第一脉冲重复频率定时发送广播帧，当节点A、节点B需要测距时在同一信道打开接收窗口来接收广播信号，信标发送完成后更改为第二脉冲重复频率，并在等待固定时间后打开窗口，等待节点A、节点B之间的请求信标测距帧；节点A向节点B发生请求信标测距帧的帧结构，包括：物理层数据单元包头域、物理层数据单元长度域、物理层数据单元载荷域，其中物理层数据单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，其特征在于，包括以下方法步骤：步骤一：建立多组信标无线个域网节点A和节点B，对每组节点A、节点B进行对称双边双向无线布置；步骤二：将每组节点A、节点B与信标进行广播通信，并信标在信道上以第一脉冲重复频率定时发送广播帧，当节点A、节点B需要测距时在同一信道打开接收窗口来接收广播信号，信标发送完成后更改为第二脉冲重复频率，并在等待固定时间后打开窗口，等待节点A、节点B之间的请求信标测距帧；步骤三：经过接受并数据校验分配，然后记录请求信标测距帧的到达时间、地址信息，若在单位时间内未收到测距帧的到达时间时，将该单位时间内相对应记录的测距帧地址信息保存在失败等待队列系统中，直至分配时间结束后，将这些保存在失败等待队列中的测距帧以重新请求的方式加入步骤二中，重新打开接收窗口来接收广播信号，信标发送完成后更改为第三脉冲重复频率，并在等待固定时间后打开窗口，等待节点A、节点B之间的请求信标测距帧；步骤四：将在单位时间内收到的每组测距帧的到达时间进行计算平均值，然后再计算该测距帧在单位时间内等待值的平均值，将每组测距帧的到达时间进行计算平均值与该测距帧在单位时间内等待值的平均值相减，并在相减后乘以光速，最终即可得到节点A、节点B之间的间距值。2.根据权利要求1所述的基于无线自组网系统中无线信标测距的方法，其特征在于，所述步骤一中建立多组信标无线个域网节点A和节点B的方式是根据网络设定平均脉冲发射频率、帧发送数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴子羽，吴利峰，
申请(专利权)人：深圳安谱信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：