本发明涉及主用户定位技术领域,具体地,涉及基于rssi的主用户定位方法。
背景技术:
在认知无线电网络中,主用户节点相当于无线传感器网络中的未知节点,认知用户节点相当于无线传感器网络中的导标节点,因此,无线传感器网络中的定位算法可以应用到认知无线电网络中。
目前,在无线传感器网络中,按节点的空间坐标进行估计,根据距离或角度测量与否,可以分为测距的定位算法和和非测距的定位算法。测距的定位算法要对节点间的距离进行测量;而非测距的定位算法则依靠网络的连通度来实现节点的定位。以上方法均存在测量不准确、精确度低、成本高的缺陷。
技术实现要素:
本发明的目的在于,针对上述问题,提出基于rssi的主用户定位方法,以实现成本低、测量准确以及测量精度高的优点。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:基于rssi的主用户定位方法,所述方法具体包括:
步骤a:设定已知认知用户节点位置和识别信息;
步骤b:通过信息融合中心收集认知用户节点信息;
步骤c:根据rssi值排序,选取前几个较大rssi,并找出对应的认知用户节点,进行定位计算;
步骤d:对求出的主用户发射机的坐标集合取平均,得到最终的主用户发射机的坐标。
进一步地,步骤a中所述认知用户收到来自主用户发射机的rssi信息后,对该认知用户节点的接收到rssi进行采样,当样本稳定后对其求平均。
进一步地,步骤b还包括当收集信息达到一定数量时,并按照rssi从强到弱的顺序建立主用户节点到认知用户节点距离的映射。
进一步地,所述映射包括3个映射集合,分别为:
集合1:
b_set={a1,a2,...,an},ai为第i个认知用户节点;
集合2:
d_set={r1,r2,...,rn},r1<r2<...<rn,ri为第i个主用户发射机到认知用户节点距离;
集合3:
p_set={(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)},(xi,yi)为第i个认知用户节点的位置信息。
进一步地,步骤c中定位计算后得到的集合为:
t_set={(a1,a2,a3),(a1,a2,a4),...,(a1,a3,a4),(a1,a3,a5),...}
进一步地,所述步骤c还包括:对认知用户节点,利用步骤c中定位计算后得到的集合求出3个交点的横纵坐标,最后利用质心算法,最终确定主用户发射机的准确位置。
进一步地,所述质心算法具体包括:
已知a,b,c3个认知用户节点的坐标分别为(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc),主用户发射机d(x,y)到认知用户节点的距离分别为ra,rb,rc,则存在下列公式:
在实际情况下,由于rssi受多径衰落和非视距阻碍的影响,所估计的r′a,r′b,r′c值比实际的r值大很多。3个圆两两相交于点e,f,g,连接e,f,g,为三角形,以三角形δefg的质心作为对主用户发射机d的估计坐标,根据公式(2-7)可以求出e的坐标值,同理,可以求得f,g的坐标:
则主用户发射机d的坐标为
将主用户发射机d测到的所有d值按照从小到大的顺序排列,选择前4个d值较小并进行定位,每三个为一个组合,共有4个组合,可得到d1(x1,y1),d2(x2,y2),d3(x3,y3),d4(x4,y4)4个估计值,最后,求平均值作为主用户发射机d的坐标,即:
本发明的基于rssi的主用户定位方法,主要包括:步骤a:设定已知认知用户节点位置和识别信息;步骤b:通过信息融合中心收集认知用户节点信息;步骤c:根据rssi值排序,选取前几个较大rssi,并找出对应的认知用户节点,进行定位计算;步骤d:对求出的主用户发射机的坐标集合取平均,得到最终的主用户发射机的坐标,可以实现成本低、测量准确以及测量精度高的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
基于rssi的主用户定位方法,所述方法具体包括:
步骤a:设定已知认知用户节点位置和识别信息;
步骤b:通过信息融合中心收集认知用户节点信息;
步骤c:根据rssi值排序,选取前几个较大rssi,并找出对应的认知用户节点,进行定位计算;
步骤d:对求出的主用户发射机的坐标集合取平均,得到最终的主用户发射机的坐标。
步骤a中所述认知用户收到来自主用户发射机的rssi信息后,对该认知用户节点的接收到rssi进行采样,当样本稳定后对其求平均。
步骤b还包括当收集信息达到一定数量时,并按照rssi从强到弱的顺序建立主用户节点到认知用户节点距离的映射。
所述映射包括3个映射集合,分别为:
集合1:
b_set={a1,a2,...,an},ai为第i个认知用户节点;
集合2:
d_set={r1,r2,...,rn},r1<r2<...<rn,ri为第i个主用户发射机到认知用户节点距离;
集合3:
p_set={(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)},(xi,yi)为第i个认知用户节点的位置信息。
进一步地,步骤c中定位计算后得到的集合为:
t_set={(a1,a2,a3),(a1,a2,a4),...,(a1,a3,a4),(a1,a3,a5),...}
所述步骤c还包括:对认知用户节点,利用步骤c中定位计算后得到的集合求出3个交点的横纵坐标,最后利用质心算法,最终确定主用户发射机的准确位置。
所述质心算法具体包括:
已知a,b,c3个认知用户节点的坐标分别为(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc),主用户发射机d(x,y)到认知用户节点的距离分别为ra,rb,rc,则存在下列公式:
在实际情况下,由于rssi受多径衰落和非视距阻碍的影响,所估计的r′a,r′b,r′c值比实际的r值大很多。3个圆两两相交于点e,f,g,连接e,f,g,为三角形,以三角形δefg的质心作为对主用户发射机d的估计坐标,根据公式(2-7)可以求出e的坐标值,同理,可以求得f,g的坐标:
则主用户发射机d的坐标为
将主用户发射机d测到的所有d值按照从小到大的顺序排列,选择前4个d值较小并进行定位,每三个为一个组合,共有4个组合,可得到d1(x1,y1),d2(x2,y2),d3(x3,y3),d4(x4,y4)4个估计值,最后,求平均值作为主用户发射机d的坐标,即:
至少可以达到以下有益效果:
本发明的基于rssi的主用户定位方法,主要包括:步骤a:设定已知认知用户节点位置和识别信息;步骤b:通过信息融合中心收集认知用户节点信息;步骤c:根据rssi值排序,选取前几个较大rssi,并找出对应的认知用户节点,进行定位计算;步骤d:对求出的主用户发射机的坐标集合取平均,得到最终的主用户发射机的坐标,可以实现成本低、测量准确以及测量精度高的优点。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。