專利名稱：節(jié)點(diǎn)定位方法和通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及節(jié)點(diǎn)定位方法和通信裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)中，每個客戶端均通過一條與接入點(diǎn)相連的無線鏈路來訪問 網(wǎng)絡(luò)。用戶如果要進(jìn)行相互通信的話，必須首先訪問一個固定的接入點(diǎn)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被稱 為單跳網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Mesh網(wǎng)絡(luò))也稱為“多跳”網(wǎng)絡(luò)，它是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)完 全不同的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時作為接入 點(diǎn)和路由器，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點(diǎn)都可以與一個或者多個 對等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信，這里的節(jié)點(diǎn)稱為MR (Mesh Router, Mesh網(wǎng)路由器)。在初始條件下，Mesh網(wǎng)絡(luò)只知道少量節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確位置信息。這些節(jié)點(diǎn)稱為錨節(jié)點(diǎn)， 能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)提供自己的位置信息。Mesh網(wǎng)絡(luò)需要根據(jù)錨節(jié)點(diǎn)的位置信息來估 測其他節(jié)點(diǎn)的拓?fù)湮恢茫M(jìn)而為網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和管理提供更多的信息?，F(xiàn)有技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位時，首先在N個基站中選擇m個基站進(jìn)行組合，得到k 種基站組合；采用任意一個基站組合得到對移動臺位置的一個初始估計(jì)，并計(jì)算在不同基 站組合下的k個相應(yīng)的DOP (Dilution of Precision，精確程度)值；對若干個D0P值進(jìn)行 比較，選取最小D0P值對應(yīng)的基站組合；采用此基站組合對移動臺進(jìn)行進(jìn)一步的精確位置 估計(jì)。其中，D0P值表示不同基站位置組合下獲得的目標(biāo)區(qū)域的誤差范圍。還有的現(xiàn)有技術(shù)中在至少包括一個定位服務(wù)器的無線局域網(wǎng)的同一擴(kuò)展服務(wù)區(qū) 內(nèi)采用基于測量時間的方式定位，包括如下步驟由該擴(kuò)展服務(wù)區(qū)的三個無線接入點(diǎn)向處 于該擴(kuò)展服務(wù)區(qū)的待測量終端分別無沖突發(fā)送懇求詢問包，并記錄發(fā)送時間；發(fā)送詢問包 的接入點(diǎn)分別記錄收到懇求詢問包的返回信息的時間；將返回時間與發(fā)送時間的時間差返 回給定位服務(wù)器；定位服務(wù)器根據(jù)傳播時間轉(zhuǎn)換計(jì)算得到該無線終端的位置?，F(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位時，終端必須位于多個基站的覆蓋范圍之內(nèi)，而實(shí)際 MESH網(wǎng)絡(luò)中，考慮到覆蓋范圍和效率的因素，一個區(qū)域往往只處于一個基站的覆蓋之內(nèi)。如 果采用基于時間差的方式對局域網(wǎng)范圍定位，由于無線電波以光速傳播，因此對系統(tǒng)的同 步要求非?？量蹋ㄎ徽`差很大。

發(fā)明內(nèi)容
為了使節(jié)點(diǎn)能夠較準(zhǔn)確定位，本發(fā)明實(shí)施例提供了節(jié)點(diǎn)定位方法和通信裝置。所 述技術(shù)方案如下一種節(jié)點(diǎn)定位方法，包括以下步驟預(yù)設(shè)至少一個發(fā)射功率等級，將所述至少一個發(fā)射功率等級中的功率等級分別作 為當(dāng)前發(fā)射功率等級采用所述當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請求；接收返回的定位響應(yīng)，所述定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信任度；根據(jù)接收到的所述定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，在返回所述定位響應(yīng)的 節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述參考節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的 位置；當(dāng)在多個功率等級下分別計(jì)算出待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，將所述計(jì)算出的所述待定 位節(jié)點(diǎn)的位置求質(zhì)心，得到所述待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。一種通信裝置，包括通信模塊，用于在當(dāng)前發(fā)射功率等級下采用所述當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請 求；接收返回的定位響應(yīng)，所述定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信 任度；計(jì)算模塊，用于在當(dāng)前發(fā)射功率等級下根據(jù)接收到的所述定位響應(yīng)中的位置及其 對應(yīng)的信任度，在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所 述參考節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置；定位模塊，用于當(dāng)在至少一個功率等級下計(jì)算出所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，將所 述計(jì)算出的所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置求質(zhì)心，得到所述待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。本發(fā)明實(shí)施例通過待定位節(jié)點(diǎn)在一個或多個信道上采用不同的發(fā)射功率進(jìn)行多 輪探測，并將每輪探測中估算出的位置求質(zhì)心，從而提高了節(jié)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的節(jié)點(diǎn)定位方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的待定位節(jié)點(diǎn)在多個信道上以不同的功率等級進(jìn)行 探測的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的節(jié)點(diǎn)定位方法的流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的定位請求信息和兩種定位響應(yīng)信息示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的備選節(jié)點(diǎn)組合接近正三角的位置分布示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的選擇參考節(jié)點(diǎn)，估算待定位節(jié)點(diǎn)的位置及信任度的 方法的流程圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的通信裝置的組成框圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例三提供的選擇子模塊的組成框圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例三提供的計(jì)算單元的一種組成框圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例三提供的計(jì)算單元的另一種組成框圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一本發(fā)明實(shí)施例提供了一種節(jié)點(diǎn)定位方法，如圖1所示，將發(fā)射功率調(diào)至最小等級 后，包括以下步驟110、預(yù)設(shè)至少一個發(fā)射功率等級，將所述至少一個發(fā)射功率等級中的功率等級分 別作為當(dāng)前發(fā)射功率等級采用當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請求；接收返回的定位響應(yīng)，該定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的 信任度；根據(jù)接收到的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，在返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中， 選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置。本發(fā)明實(shí)施例中的待定位節(jié)點(diǎn)，具有信道可切換、發(fā)射功率可調(diào)節(jié)的特性。本發(fā)明 實(shí)施例中的信道可以只有一個，也可以是多個。如圖2所示，待定位節(jié)點(diǎn)A在信道1、信道 2、信道3上，采用不同的發(fā)射功率進(jìn)行多輪探測，在每輪探測中選取預(yù)設(shè)數(shù)目的參考節(jié)點(diǎn) 估算出一個自己的位置。圖2中的節(jié)點(diǎn)B、C、D、E、F、G、H、I是待定位節(jié)點(diǎn)A在不同的信道 上以功率等級1和功率等級2進(jìn)行探測時，返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。120、當(dāng)在至少一個功率等級下分別計(jì)算出待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，將上述計(jì)算出的 待定位節(jié)點(diǎn)的位置求質(zhì)心，得到待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。待定位節(jié)點(diǎn)將上述每輪探測中估算出的位置求質(zhì)心，將該質(zhì)心作為待定位節(jié)點(diǎn)的 最終位置。本發(fā)明實(shí)施例通過待定位節(jié)點(diǎn)在一個或多個信道上采用不同的發(fā)射功率進(jìn)行多 輪探測，并將每輪探測中估算出的位置求質(zhì)心，從而提高了節(jié)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度。實(shí)施例二本實(shí)施例可以應(yīng)用于Mesh網(wǎng)絡(luò)。Mesh網(wǎng)絡(luò)包括一系列相對固定的MR，有多個可供 選擇的無線信道，例如802. 11a在5. 8GHz頻段有12個信道。MR可以在各個信道間切換， 兩個MR要相互通信必須處于相同的無線信道。此外，MR的發(fā)射功率可以調(diào)節(jié)，典型功率值 包括lmW、5mW、10mW、20mW、30mW、50mW 等。本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，提供了一種節(jié)點(diǎn)定位方法，如圖3所示，包括310 預(yù)設(shè)M(M> 1)個發(fā)射功率等級，將多個發(fā)射功率等級中的每個功率等級分別 作為當(dāng)前發(fā)射功率等級，執(zhí)行步驟320至340。本實(shí)施例中預(yù)設(shè)6個發(fā)射功率等級，發(fā)射功率分別為lmW、5mW、10mW、20mW、30mW、 50mW。將上述每個功率等級分別作為當(dāng)前發(fā)射功率等級，執(zhí)行步驟320至340。在本發(fā)明實(shí) 施例中，將上述每個功率等級分別作為當(dāng)前發(fā)射功率等級進(jìn)行多輪探測時的順序可以是任 意的，也就是按照依次增大發(fā)射功率等級，或依次降低發(fā)射功率等級，或完全隨機(jī)的順序進(jìn) 行探測都可以。本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選的探測順序是按照發(fā)射功率依次增大的順序進(jìn)行多輪 探測，這樣可以降低節(jié)點(diǎn)定位時的運(yùn)算量。320 采用當(dāng)前發(fā)射功率等級在信道上發(fā)送定位請求。待定位節(jié)點(diǎn)采用上述多個發(fā)射功率等級中的某一個功率等級在一個或多個信道上發(fā)送定位請求。定位請求中包含的信息主要是待定位節(jié)點(diǎn)的TSSI (Transmit Signal Strength Indicator，發(fā)送信號強(qiáng)度指示)。330:接收信道上節(jié)點(diǎn)返回的定位響應(yīng)，該定位響應(yīng)中包含該節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng) 的信任度。待定位節(jié)點(diǎn)接收信道上其它節(jié)點(diǎn)返回的定位響應(yīng)。接收到待定位節(jié)點(diǎn)的定位請求 信息的節(jié)點(diǎn)，如果已經(jīng)知道自身位置(比如錨節(jié)點(diǎn)和已定位節(jié)點(diǎn))，會測量自身對待定位節(jié) 點(diǎn)的RSSI (Received Signal Strength Indicator，接收信號強(qiáng)度指示)，然后向待定位節(jié) 點(diǎn)發(fā)送包含自身位置、該位置的信任度以及對待定位節(jié)點(diǎn)的RSSI的定位響應(yīng)。待定位節(jié)點(diǎn) 根據(jù)當(dāng)前的發(fā)射功率信息TSSI和收到的定位響應(yīng)中的RSSI，利用信道模型公式可以估算 出待定位節(jié)點(diǎn)與返回該定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的距離。需要說明的是，接收到待定位節(jié)點(diǎn)的 定位請求的已經(jīng)知道自身位置的節(jié)點(diǎn)，也可以主動根據(jù)測出的對待定位節(jié)點(diǎn)的RSSI和定 位請求中的TSSI，估算待定位節(jié)點(diǎn)與返回該定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的距離，并將該距離在定 位響應(yīng)中發(fā)送給待定位節(jié)點(diǎn)。上述定位請求信息和兩種定位響應(yīng)信息如圖4所示，其中，X、 Y、Z分別是返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)。340 根據(jù)接收到的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，在所有返回定位響應(yīng)的 節(jié)點(diǎn)中，選擇3個節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)估算待定位節(jié)點(diǎn)的位置。進(jìn)一步地，本步驟還包括將參考節(jié)點(diǎn)的綜合信任度作為上述估算出的位置對應(yīng)的 信任度。在進(jìn)行三邊定位時，要選擇3個參考節(jié)點(diǎn)。參考節(jié)點(diǎn)的選擇主要考慮兩個因素備 選節(jié)點(diǎn)的位置與待定位節(jié)點(diǎn)之間的位置關(guān)系，以及備選節(jié)點(diǎn)的信任度。一方面，如果3個參 考節(jié)點(diǎn)的分布接近正三角形，并且待定位節(jié)點(diǎn)靠近該正三角形的中心，則定位的結(jié)果較為 精確，如圖5所示，其中位于該三角形中心的是待定位節(jié)點(diǎn)。另一方面，如果參考節(jié)點(diǎn)的信 任度較高，那么定位的結(jié)果也較為精確。參見圖6，步驟340具體包括610 在返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中選出至少一個節(jié)點(diǎn)組合，每個節(jié)點(diǎn)組合包括3個節(jié)
點(diǎn)o在返回定位響應(yīng)的N個節(jié)點(diǎn)中選出至少一個包含3個節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組合。優(yōu)選地， 本實(shí)施例在返回定位響應(yīng)的N個節(jié)點(diǎn)中選出G個包含3個節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組合。620 計(jì)算每個節(jié)點(diǎn)組合的評價指標(biāo)。如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為多個發(fā)射功率等級中的第一個功率等級，則對步驟610 中選出的每個組合執(zhí)行如下步驟(1)計(jì)算上述組合的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度Ll，L2，L3。(2)根據(jù)上述三邊長度計(jì)算上述三角形與正三角形的相似度F，并根據(jù)上述3個節(jié) 點(diǎn)的信任度，計(jì)算上述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度。計(jì)算相似度可以采用如下公式計(jì)算F = f(Ll，L2，L2) = _1 X [ (L1-L2)2+(L2_L3)2+(L3_L1)2]，也可以采用其它公式計(jì)算。上述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度的計(jì)算方法可以是每個節(jié)點(diǎn)的信任度求平均值。(3)根據(jù)相似度F和綜合信任度，確定上述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)Q。Q = aXF+bXG, 其中，a和b是加權(quán)系數(shù)，均為正數(shù)。a和b的具體取值依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)定和選取。
如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為多個發(fā)射功率等級中的第k(l <k<M)個功率等級，則 對步驟610中選出的組合中，與前k-1個功率等級下選出的參考節(jié)點(diǎn)不同的每個組合，執(zhí)行 如下步驟(1)計(jì)算上述組合的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度Ll，L2，L3和該三角形的 質(zhì)心(XI，Yl，Z1)。(2)根據(jù)上述三邊長度計(jì)算上述三角形與正三角形的相似度F ；并根據(jù)質(zhì)心和待 定位節(jié)點(diǎn)的平均位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置與質(zhì)心的接近度；并根據(jù)上述3個節(jié)點(diǎn)的信任 度，計(jì)算上述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度。計(jì)算相似度可以采用如下公式計(jì)算F = f(Ll，L2，L2) = _1 X [ (L1_L2)2+(L2-L3)2+(L3_L1)2]，也可以采用其它公式計(jì)算。上述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度的計(jì)算方法可以是每個節(jié)點(diǎn)的信任度求平均值。待定位節(jié)點(diǎn)的平均位置(X0，Y0, Z0)是由前k_l個功率等級下估算得到的k_l個 待定位節(jié)點(diǎn)的位置，求平均來獲得的。接近度H的計(jì)算可以采用如下公式H = h(X0，Y0，Z0，Xl，Y1，Z1) = -IX [ (X0-X1)2+(Y0-Y1)2+(Z0_Z1)2]，也可以采用 其它公式計(jì)算。(3)根據(jù)相似度F、綜合信任度和接近度H，確定上述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)Q。Q = aXF+bXG+cXH，其中，a，b，c是加權(quán)系數(shù)，均為正數(shù)。a、b、c的具體取值依 據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)定和選取。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，多個發(fā)射功率等級中的第一個功率等級是最小的發(fā)射功率 對應(yīng)的功率等級，且發(fā)射功率越大，功率等級越高。630 在得到的所有評價指標(biāo)中，根據(jù)一定的原則，選擇一個評價指標(biāo)，將該評價指 標(biāo)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)組合作為參考節(jié)點(diǎn)。在本實(shí)施例中，在得到的所有評價指標(biāo)中，選擇最高的評價指標(biāo)，將最高的評價指 標(biāo)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)組合作為參考節(jié)點(diǎn)。640:根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，通過三邊定位的方法 估算待定位節(jié)點(diǎn)的位置和信任度。參見圖4，根據(jù)圖4中的定位響應(yīng)信息中的位置X、Y、Z坐標(biāo)，以及步驟330中獲得 的待定位節(jié)點(diǎn)與返回該定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的距離信息，通過三邊定位的方法估算待定位 節(jié)點(diǎn)的位置。根據(jù)3個參考節(jié)點(diǎn)的信任度，得到估算出的待定位節(jié)點(diǎn)的位置的信任度，可以 采用以下公式CREDIT_k = (CREDIT_B+CREDIT_C+CREDIT_E) / (3X f)，其中 CREDIT_k 是待定位節(jié) 點(diǎn)在第k(l < k < M)輪探測時估算出的位置的信任度；CREDIT_B、CREDIT_C和CREDIT_E 是待定位節(jié)點(diǎn)在第k(l <k^M)輪探測時3個參考節(jié)點(diǎn)B、C、E的信任度；f是信任度降低 系數(shù)(f > 1)，可以根據(jù)實(shí)際情況選取。當(dāng)步驟320至340循環(huán)執(zhí)行過多次以后，優(yōu)選的是M次，將會獲得M個估算出的待 定位節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信任度。需要說明的是，如果在某一輪探測中，返回定位響應(yīng)的 節(jié)點(diǎn)少于3個，則該輪探測放棄。350 將所有估算出的位置求質(zhì)心，得到待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。
待定位節(jié)點(diǎn)將上述每輪探測中估算出的位置求質(zhì)心，將該質(zhì)心作為待定位節(jié)點(diǎn)的 最終位置。進(jìn)一步地，步驟350還包括將所有估算出的位置的信任度求平均，作為最終位置 的信任度。這樣，待定位節(jié)點(diǎn)在定位之后，可以升級為錨節(jié)點(diǎn)，作為其它尚未定位節(jié)點(diǎn)的定 位參考，進(jìn)而完成全網(wǎng)的定位工作。本發(fā)明實(shí)施例通過待定位節(jié)點(diǎn)在一個或多個信道上采用不同的發(fā)射功率進(jìn)行多 輪探測，按照相似度、信任度和接近度等參數(shù)選取參考節(jié)點(diǎn)，并將每輪探測中估算出的位置 求質(zhì)心，從而提高了節(jié)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度，為網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和管理提供更多的信息。實(shí)施例三本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種通信裝置，如圖7所示，包括通信模塊701，用于在當(dāng)前發(fā)射功率等級下采用當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請求； 接收返回的定位響應(yīng)，定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信任度；計(jì)算模塊702，用于在在當(dāng)前發(fā)射功率等級下根據(jù)接收到的定位響應(yīng)中的位置及 其對應(yīng)的信任度，在返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)參考 節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置；定位模塊703，用于當(dāng)在至少一個功率等級下分別計(jì)算出待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，將 計(jì)算出的待定位節(jié)點(diǎn)的位置求質(zhì)心，得到待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。本實(shí)施例可以應(yīng)用于Mesh網(wǎng)絡(luò)。Mesh網(wǎng)絡(luò)有多個可供選擇的無線信道，節(jié)點(diǎn)MR 可以在各個信道間切換。節(jié)點(diǎn)MR的發(fā)射功率可以調(diào)節(jié)，可以將不同的發(fā)射功率分為M個等 級，M>1。預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)可以是3個。在本發(fā)明實(shí)施例中，將上述每個功率等級分別作為當(dāng)前發(fā)射功率等級進(jìn)行多輪探 測時的順序可以是任意的，也就是按照依次增大發(fā)射功率等級，或依次降低發(fā)射功率等級， 或完全隨機(jī)的順序進(jìn)行探測都可以。本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選的探測順序是按照發(fā)射功率依次 增大的順序進(jìn)行多輪探測，這樣可以降低節(jié)點(diǎn)定位時的運(yùn)算量。 具體地，計(jì)算模塊702包括選擇子模塊702a，用于在返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇3個節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)；估算子模塊702b，用于根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，通 過三邊定位的方法估算待定位節(jié)點(diǎn)的位置。進(jìn)一步地，估算子模塊702b，還用于將參考節(jié)點(diǎn) 的綜合信任度作為上述估算出的位置對應(yīng)的信任度。參考節(jié)點(diǎn)的綜合信任度的計(jì)算辦法參 見實(shí)施例二的步驟640中敘述，此處不再贅述。如圖8所示，選擇子模塊702a包括第一選擇單元801，用于在返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中選出至少一個節(jié)點(diǎn)組合，每個節(jié) 點(diǎn)組合包括3個節(jié)點(diǎn)；計(jì)算單元802，用于計(jì)算每個節(jié)點(diǎn)組合的評價指標(biāo)；第二選擇單元803，用于在得到的所有評價指標(biāo)中，選擇最高的評價指標(biāo)，將最高 的評價指標(biāo)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)組合作為參考節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例中，可以根據(jù)一定的原則，選擇一 個評價指標(biāo)，將該評價指標(biāo)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)組合作為參考節(jié)點(diǎn)。本實(shí)施例以最高的評價指標(biāo)對 應(yīng)的節(jié)點(diǎn)組合作為參考節(jié)點(diǎn)。如圖9所示，計(jì)算單元802可以包括
第一計(jì)算子單元901，用于如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為多個發(fā)射功率等級中的第一 個功率等級，將第一單元的多個節(jié)點(diǎn)組合中的每個組合分別作為當(dāng)前組合，計(jì)算當(dāng)前組合 的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度。第二計(jì)算子單元902，用于根據(jù)第一子單元獲取的三邊長度計(jì)算上述三角形與正 三角形的相似度F ；并根據(jù)上述3個節(jié)點(diǎn)的信任度，計(jì)算上述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度。相似 度和綜合信任度的計(jì)算辦法參見實(shí)施例二的步驟620中敘述，這里不再贅述。第三計(jì)算子單元903，用于根據(jù)第二子單元的相似度F和綜合信任度，確定上述3 個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)Q。Q = aXF+bXG，其中，a和b是加權(quán)系數(shù)，均為正數(shù)。a和b的具體 取值依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)定和選取?；蛘撸鐖D10所示，計(jì)算單元802也可以包括第四計(jì)算子單元1001，用于如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為多個發(fā)射功率等級中的第k 個功率等級，將第一單元的多個節(jié)點(diǎn)組合中的每個組合分別作為當(dāng)前組合，計(jì)算與前k-1 個功率等級下選出的參考節(jié)點(diǎn)不同的當(dāng)前組合的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度和所 述三角形的質(zhì)心。其中，1 < k彡M。第五計(jì)算子單元1002，用于根據(jù)第四子單元的三邊長度計(jì)算上述三角形與正三角 形的相似度F ；并根據(jù)質(zhì)心和待定位節(jié)點(diǎn)的平均位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置與質(zhì)心的接近 度H ；并根據(jù)上述3個節(jié)點(diǎn)的信任度，計(jì)算上述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度。其中平均位置是由 前k-1個功率等級下估算得到的k-1個待定位節(jié)點(diǎn)的位置，求平均來獲得。相似度F、接近 度H和綜合信任度的計(jì)算辦法參見實(shí)施例二的步驟620中敘述，不再贅述。第六計(jì)算子單元1003，用于根據(jù)第五子單元的相似度F、綜合信任度和接近度H， 確定上述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)Q。Q = aXF+bXG+cXH，其中，a，b，c是加權(quán)系數(shù)，均為正 數(shù)。a、b、c的具體取值依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)定和選取。進(jìn)一步地，定位模塊703還用于將所有估算出的位置的信任度求平均，作為最終 位置的信任度。這樣，待定位節(jié)點(diǎn)在定位之后，可以升級為錨節(jié)點(diǎn)，作為其它尚未定位節(jié)點(diǎn) 的定位參考，進(jìn)而完成全網(wǎng)的定位工作。本發(fā)明實(shí)施例通過通信模塊在一個或多個信道上采用不同的發(fā)射功率進(jìn)行多輪 探測，計(jì)算模塊按照相似度、信任度和接近度等參數(shù)選取參考節(jié)點(diǎn)，以及定位模塊將每輪探 測中估算出的位置求質(zhì)心，從而提高了節(jié)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度，為網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和管理提供更多 的信息。本發(fā)明實(shí)施例可以利用軟件實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的軟件程序可以存儲在可讀取的存儲介質(zhì) 中，例如，路由器的硬盤、緩存或光盤中。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，包括以下步驟預(yù)設(shè)至少一個發(fā)射功率等級，將所述至少一個發(fā)射功率等級中的功率等級分別作為當(dāng)前發(fā)射功率等級采用所述當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請求；接收返回的定位響應(yīng)，所述定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信任度；根據(jù)接收到的所述定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述參考節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置；當(dāng)在所述至少一個功率等級下分別計(jì)算出所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，將所述計(jì)算出的所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置求質(zhì)心，得到所述待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述根據(jù)接收到的所述定位響應(yīng) 中的位置及其對應(yīng)的信任度，在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參 考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述參考節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置包括在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇3個節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)； 根據(jù)所述參考節(jié)點(diǎn)的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，通過三邊定位的方法估算 所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn) 中，選擇3個節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)包括在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中選出至少一個節(jié)點(diǎn)組合，每個節(jié)點(diǎn)組合包括3個節(jié)點(diǎn)； 計(jì)算所述每個節(jié)點(diǎn)組合的評價指標(biāo)；在得到的所有評價指標(biāo)中，選擇最高的評價指標(biāo)，將所述最高的評價指標(biāo)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn) 組合作為所述參考節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為所述多 個發(fā)射功率等級中的第一個功率等級，所述計(jì)算所述每個節(jié)點(diǎn)組合的評價指標(biāo)包括計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)組合的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度；根據(jù)所述三邊長度計(jì)算所述三角形與正三角形的相似度；并根據(jù)所述3個節(jié)點(diǎn)的信任 度，計(jì)算所述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度；根據(jù)所述相似度和所述綜合信任度，確定所述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)。
5.如權(quán)利要求3所述的節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述計(jì)算每個所述節(jié)點(diǎn)組合的評 價指標(biāo)，包括如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為所述多個發(fā)射功率等級中的第k個功率等級，則對與前k-1 個功率等級下選出的參考節(jié)點(diǎn)不同的所述節(jié)點(diǎn)組合，執(zhí)行如下步驟計(jì)算所述組合的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度和所述三角形的質(zhì)心； 根據(jù)所述三邊長度計(jì)算所述三角形與正三角形的相似度；并根據(jù)所述質(zhì)心和所述待定 位節(jié)點(diǎn)的平均位置計(jì)算所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置與所述質(zhì)心的接近度；并根據(jù)所述3個節(jié)點(diǎn) 的信任度，計(jì)算所述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度；其中所述平均位置是由前k-Ι個功率等級下估 算得到的k-Ι個所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置，求平均來獲得；根據(jù)所述相似度、所述綜合信任度和所述接近度，確定所述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)；其中，k為大于1的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，在當(dāng)前發(fā)射功率等級下，所述選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)之后，還包括 將所述參考節(jié)點(diǎn)的信任度作為待定位節(jié)點(diǎn)的位置對應(yīng)的信任度； 當(dāng)在所述至少一個功率等級下分別計(jì)算出待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，還包括 將待定位節(jié)點(diǎn)的位置對應(yīng)的信任度求平均，作為最終位置的信任度。
7.一種通信裝置，其特征在于，包括通信模塊，用于在當(dāng)前發(fā)射功率等級下采用所述當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請求；接 收返回的定位響應(yīng)，所述定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信任度；計(jì)算模塊，用于在當(dāng)前發(fā)射功率等級下根據(jù)接收到的所述定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng) 的信任度，在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述參 考節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置； 定位模塊，用于當(dāng)在至少一個功率等級下計(jì)算出所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置后，將所述計(jì) 算出的所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置求質(zhì)心，得到所述待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。
8.如權(quán)利要求7所述的通信裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊包括選擇子模塊，用于在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇3個節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)； 估算子模塊，用于根據(jù)所述參考節(jié)點(diǎn)的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，通過三 邊定位的方法估算所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的通信裝置，其特征在于，所述選擇子模塊包括第一選擇單元，用于在返回所述定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中選出至少一個節(jié)點(diǎn)組合，每個節(jié)點(diǎn) 組合包括3個節(jié)點(diǎn)；計(jì)算單元，用于計(jì)算所述每個節(jié)點(diǎn)組合的評價指標(biāo)；第二選擇單元，用于在得到的所有評價指標(biāo)中，選擇最高的評價指標(biāo)，將所述最高的評 價指標(biāo)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)組合作為所述參考節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的通信裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第一計(jì)算子單元，用于如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為所述至少一個發(fā)射功率等級中的第一 個功率等級，將所述多個節(jié)點(diǎn)組合中的每個組合分別作為當(dāng)前組合，計(jì)算所述當(dāng)前組合的3 個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度；第二計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述第一子單元的所述三邊長度計(jì)算所述三角形與正三角 形的相似度；并根據(jù)所述3個節(jié)點(diǎn)的信任度，計(jì)算所述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度；第三計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述第二子單元的所述相似度和所述綜合信任度，確定所 述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)。
11.如權(quán)利要求9所述的通信裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第四計(jì)算子單元，用于如果當(dāng)前發(fā)射功率等級為所述至少一個發(fā)射功率等級中的第k 個功率等級，將所述多個節(jié)點(diǎn)組合中的每個組合分別作為當(dāng)前組合，計(jì)算與前k-Ι個功率 等級下選出的參考節(jié)點(diǎn)不同的所述當(dāng)前組合的3個節(jié)點(diǎn)組成的三角形的三邊長度和所述 三角形的質(zhì)心；第五計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述第四子單元的所述三邊長度計(jì)算所述三角形與正三角 形的相似度；并根據(jù)所述質(zhì)心和所述待定位節(jié)點(diǎn)的平均位置計(jì)算所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置與所述質(zhì)心的接近度；并根據(jù)所述3個節(jié)點(diǎn)的信任度，計(jì)算所述3個節(jié)點(diǎn)的綜合信任度；其中所述平均位置是由前k-Ι個功率等級下估算得到的k-Ι個所述待定位節(jié)點(diǎn)的位置，求平均 來獲得；第六計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述第五子單元的所述相似度、所述綜合信任度和所述接 近度，確定所述3個節(jié)點(diǎn)的評價指標(biāo)； 其中，k為大于1的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了節(jié)點(diǎn)定位方法和通信裝置，屬于網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域。該方法包括預(yù)設(shè)至少一個發(fā)射功率等級，將至少一個發(fā)射功率等級中的每個功率等級分別作為當(dāng)前發(fā)射功率等級采用當(dāng)前發(fā)射功率等級發(fā)送定位請求；接收返回的定位響應(yīng)，所述定位響應(yīng)中包含發(fā)送該定位響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的位置及其對應(yīng)的信任度；根據(jù)接收到的定位響應(yīng)中的位置及其對應(yīng)的信任度，在返回定位響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，選擇預(yù)設(shè)數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述參考節(jié)點(diǎn)計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的位置；當(dāng)在至少一個功率等級下計(jì)算出所述位置后，將所有計(jì)算出的位置求質(zhì)心，得到待定位節(jié)點(diǎn)的最終位置。該裝置包括通信模塊、計(jì)算模塊和定位模塊。本發(fā)明實(shí)施例通提高了節(jié)點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度。
文檔編號H04W84/12GK101854716SQ200910080998
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者劉威, 劉超, 周元, 李劼, 袁巍, 龔世民 申請人:華為技術(shù)有限公司