一种信标无线个域网中中心节点与设备节点间的测距方法

摘要

本发明涉及一种信标无线个域网中中心节点与设备节点间的测距方法，属于无线通信技术领域。首先中心节点在开始阶段计算测距时需要的参数，并将参数通过信标帧通知其他节点设备。设备节点根据收到的信标帧中包含的信息依次在分配给自己的时隙中向中心节点发送测距帧。中心节点通过记录测距帧的发送和到达时刻计算信标帧的飞行时间，计算得到中心节点到设备节点的距离。对于测距失败的节点，通过分析失败原因改变测距参数重复上述过程直到没有失败的测距结果。本发明方法通过计算电磁波飞行时间从而使得测距精度高，暂时不参与测距的设备节点直接进入休眠状态大大减少电能消耗，同时测距效率也因为时隙的合理安排而得到提高。

主权项

1、一种信标无线个域网中中心节点与设备节点间的测距方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)信标无线个域网中心节点根据网络设定的平均脉冲发射频率、帧发送数据率以及前导域信元重复次数这些测距参数的初始值计算待发送的测距请求信标帧中的网络活跃周期参数，并设信标帧发送周期参数与网络活跃周期参数相等；(2)中心节点从设备节点地址列表中将需测设备节点的地址复制到待测设备节点地址队列中，并设定测距次数；(3)中心节点将上述待测设备节点地址队列中的设备节点地址复制到由中心节点向设备节点发送的测距请求信标帧中，并通过广播方式向各设备节点发送该测距请求信标帧；(4)各设备节点根据上述接收到的测距请求信标帧中包含的设备地址信息，依次在分配给本设备节点的分配时隙中向中心节点发送测距帧；(5)中心节点若在单位时隙内收到上述测距帧，则记录上述来自设备节点的测距帧的到达时间，若在单位时隙内未收到上述测距帧，就将与该单位时隙相对应的设备节点的地址保存在失败等待队列中，直到所有分配时隙结束，将新的待测设备节点的地址信息从待测设备节点地址队列中复制到测距请求信标帧中；(6)重复步骤(3)～(5)，完成所有需测设备节点的第一次测距；(7)重复步骤(3)～(6)，完成所有需测设备节点的第二次测距，并重复测距，重复次数为(2)中设定的测距次数；(8)中心节点根据信标无线个域网中收发机芯片返回的由步骤(2)中规定次数的测距结果的可信度评估值，将可信度低于设定域值的设备节点地址保存在失败等待队列中，并更新测距请求信标帧中的测距参数，得到更新后的网络活跃周期参数以及信标帧发送周期参数，将失败等待队列中的设备节点地址复制到待测设备节点地址队列中，重复步骤(1)～(7)，直到失败等待队列中没有设备节点地址，最后分别得到对应每一个需测设备节点的测距帧的多个到达时间；(9)求上述对应每一个需测设备节点的测距帧的到达时间的平均值，根据对应需测设备节点的该平均值和与该需测设备节点的单位时隙的起始值，得到中心节点与该需测设备节点的距离：中心节点到设备节点距离＝(到达时间平均值-相应单位时隙起始值)×光速。