基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于無線電測距【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法，其利用無線電波實現(xiàn)同時測量無線自組織網(wǎng)絡(luò)中一個成員與其他多個成員之間距離的方法。本發(fā)明采用往返測距保證測距精度，但是優(yōu)化應(yīng)答流程，在一成員發(fā)送消息后，網(wǎng)絡(luò)中的其他成員在收到后同時應(yīng)答；同時增加接收機的接收通道，以保證測距發(fā)起成員能夠同時接收到其他網(wǎng)絡(luò)成員的測距消息。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下有益效果：本方案一次可接收多個反饋，從而可以同時測量一個成員端機與多個成員端機之間的距離，由此優(yōu)于基于時分的往返校時測距方法；本方案可以采用即時應(yīng)答的方式，因此明顯優(yōu)于基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法，可以即時測距。
【專利說明】基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線電測距【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法，其利用無線電波實現(xiàn)同時測量無線自組織網(wǎng)絡(luò)中一個成員與其他多個成員之間距離的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，在盡量短的時間內(nèi)利用盡量少的網(wǎng)絡(luò)資源測量一個成員與群組中其他成員之間的距離是一項重要的實際應(yīng)用需求，而解決這一問題的關(guān)鍵是設(shè)計出高效的無線網(wǎng)絡(luò)群組測距方法。
[0003]在無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)成員之間測距的常用方法有兩種:基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法和基于時分的往返校時測距方法。
[0004]基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法是在所有網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的基礎(chǔ)上進行無線測距。其步驟如下:
[0005]首先，在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中指定一個網(wǎng)絡(luò)時間基準(zhǔn)NTR。
[0006]其次，其他網(wǎng)絡(luò)成員與NTR交換往返計時消息RTT來完成同步過程。圖1顯示了RTT過程。首先詢問成員在屬于它的時隙向NTR發(fā)送一條“RTT詢問”消息RTT-1，NTR測出這條消息的到達時間TOA1并在下一個相鄰的時隙發(fā)出一條“RTT B向應(yīng)”消息RTT-RJf TOA1的值發(fā)回給詢問終端。詢問終端根據(jù)收到的TOA1的值并且根據(jù)自測的“RTT響應(yīng)”消息的到達時間TOAk值，計算得到它的時鐘校正值。
[0007]再次，分配無線時隙，每個網(wǎng)絡(luò)成員在固定的時隙發(fā)射無線電波。
[0008]最后，其他成員測量接收到的無線電波的時間，這個時間減去時隙開始的時間在乘以光速就得到測距值。
[0009]基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法的優(yōu)點是在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時鐘同步之后就可以在一個時隙實現(xiàn)一個成員與其他網(wǎng)絡(luò)成員之間距離的測量，缺點是網(wǎng)絡(luò)時鐘同步精度直接影響測距精度，由于時鐘同步精度不高，所以測距精度較差。
[0010]基于時分的往返校時測距方法是一種用時間換精度的方法，其實現(xiàn)步驟如下:
[0011]首先，成員I向成員2發(fā)送無線消息，乘員收到后應(yīng)答。
[0012]其次，成員I計算從發(fā)送到接受的時間除以2，再乘以光速就是成員I與成員2之間的距離。
[0013]再次，成員I重復(fù)前兩步測量與其他成員之間的距離。
[0014]最后，其他成員重復(fù)成員I的步驟，測量與網(wǎng)絡(luò)成員之間的距離。
[0015]基于時分的往返校時測距方法的優(yōu)點是往返測距是基于自身的時鐘基準(zhǔn)，所以測距精度較高，缺點是一個往返只能測量兩個成員之間的距離，要實現(xiàn)群組測距，需要浪費大量的網(wǎng)絡(luò)時隙。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016](一)要解決的技術(shù)問題
[0017]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:由于現(xiàn)有技術(shù)中基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法群組測距時間短但測距精度差，基于時分的往返校時測距方法測距精度較高但群組測距時間長，由此如何提供一種測距時間短、測距精度較高并且可同時測多個網(wǎng)絡(luò)成員之間距離的無線群組測距方法。
[0018](二)技術(shù)方案
[0019]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法，所述方法基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)來實施，所述無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)包括N個成員端機；每個成員端機均設(shè)有N-1個收發(fā)端口 ；
[0020]該群組測距方法包括如下步驟:
[0021]步驟S1:假設(shè)成員端機I通過N-1個收發(fā)端口向無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其余N-1個成員端機一一對應(yīng)發(fā)送N-1個無線測距消息，并同時開始計時；該無線測距消息中包含作為接收方的成員端機標(biāo)識碼；
[0022]步驟S2:該無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其余成員端機2至成員端機N接收到測距消息后，立刻進行應(yīng)答；應(yīng)答信息中包括該接收方成員端機自身的標(biāo)識碼；
[0023]步驟S3:成員端機I通過其自身設(shè)有的N-1個收發(fā)端口接收應(yīng)答信息；將所收到的N-1個應(yīng)答信息中所包含的成員端機標(biāo)識碼與步驟SI發(fā)送的無線測距消息中的成員端機標(biāo)識碼進行比對；
[0024]從而記錄同一個成員端機標(biāo)識碼對應(yīng)的成員端機返發(fā)來的應(yīng)答消息的到達時間，分別記為t2, t3…t/..tN ；
[0025]步驟S4:根據(jù)到達時間計算距離，第i個成員端機與成員端機I之間的距離為:
[0026]Di = 0.5 Xti X C
[0027]式中屯為第i個成員與成員I之間的距離，C為光速。
[0028](三)有益效果
[0029]本發(fā)明通過對接收機的改造和應(yīng)答流程的優(yōu)化設(shè)置，實現(xiàn)了短時高精度群組測距。該方案測距的核心思想是:
[0030]A:采用往返測距保證測距精度，但是優(yōu)化應(yīng)答流程，在一成員發(fā)送消息后，網(wǎng)絡(luò)中的其他成員在收到后同時應(yīng)答。
[0031]B:增加接收機的接收通道，以保證測距發(fā)起成員能夠同時接收到其他網(wǎng)絡(luò)成員的測距消息。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下有益效果:
[0033]本方案一次可接收多個反饋，從而可以同時測量一個成員端機與多個成員端機之間的距離，由此優(yōu)于基于時分的往返校時測距方法；本方案可以采用即時應(yīng)答的方式，因此明顯優(yōu)于基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法，可以即時測距。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的原理示意圖。
[0035]圖2為本發(fā)明技術(shù)方案的流程圖。

【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0037]為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法，所述方法基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)來實施，所述無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)包括N個成員端機；每個成員端機均設(shè)有N-1個收發(fā)端口，這里，本方案一次可接收多個反饋，從而可以同時測量一個成員端機與多個成員端機之間的距離，由此優(yōu)于基于時分的往返校時測距方法;
[0038]如圖2所示，該群組測距方法包括如下步驟:
[0039]步驟S1:假設(shè)成員端機I通過N-1個收發(fā)端口向無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其余N-1個成員端機一一對應(yīng)發(fā)送N-1個無線測距消息，并同時開始計時；該無線測距消息中包含作為接收方的成員端機標(biāo)識碼；
[0040]步驟S2:該無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其余成員端機2至成員端機N接收到測距消息后，立刻進行應(yīng)答；應(yīng)答信息中包括該接收方成員端機自身的標(biāo)識碼；這里，本方案可以采用即時應(yīng)答的方式，因此明顯優(yōu)于基于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的測距方法，可以即時測距；
[0041]步驟S3:成員端機I通過其自身設(shè)有的N-1個收發(fā)端口接收應(yīng)答信息；將所收到的N-1個應(yīng)答信息中所包含的成員端機標(biāo)識碼與步驟SI發(fā)送的無線測距消息中的成員端機標(biāo)識碼進行比對；
[0042]從而記錄同一個成員端機標(biāo)識碼對應(yīng)的成員端機返發(fā)來的應(yīng)答消息的到達時間，分別記為t2, t3…t/..tN ；
[0043]步驟S4:根據(jù)到達時間計算距離，第i個成員端機與成員端機I之間的距離為:
[0044]Di = 0.5 Xti X C
[0045]式中=Di為第i個成員與成員I之間的距離，C為光速。
[0046]當(dāng)測試對象改為除成員端機I以外的成員端機與其余成員端機之間的距離時，可以依照上述工作步驟重復(fù)實施，在此不再贅述。
[0047]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的群組測距方法，其特征在于，所述方法基于無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)來實施，所述無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)包括N個成員端機；每個成員端機均設(shè)有N-1個收發(fā)端口 ； 該群組測距方法包括如下步驟: 步驟S1:假設(shè)成員端機I通過N-1個收發(fā)端口向無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其余N-1個成員端機一一對應(yīng)發(fā)送N-1個無線測距消息，并同時開始計時；該無線測距消息中包含作為接收方的成員端機標(biāo)識碼； 步驟S2:該無線動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其余成員端機2至成員端機N接收到測距消息后，立刻進行應(yīng)答；應(yīng)答信息中包括該接收方成員端機自身的標(biāo)識碼； 步驟S3:成員端機I通過其自身設(shè)有的N-1個收發(fā)端口接收應(yīng)答信息；將所收到的N-1個應(yīng)答信息中所包含的成員端機標(biāo)識碼與步驟SI發(fā)送的無線測距消息中的成員端機標(biāo)識碼進行比對； 從而記錄同一個成員端機標(biāo)識碼對應(yīng)的成員端機返發(fā)來的應(yīng)答消息的到達時間，分別記為 t2，?3* * *; 步驟S4:根據(jù)到達時間計算距離，第i個成員端機與成員端機I之間的距離為:
Di = 0.5 Xti X C 式中鞏為第i個成員與成員I之間的距離，C為光速。
【文檔編號】H04W64/00GK104394587SQ201410606931
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月2日
【發(fā)明者】孫松斌, 李永翔 申請人:中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所