一种节点定位的方法及设备与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种节点定位的方法及设备。

背景技术：

无线通信网络中，节点定位是一种非常重要的技术和应用，精确的定位能够带来很大的价值。

现有技术中，通常通过测量已知位置接收多个无线信号的情况对待定位的节点进行位置的确定，例如，基于指纹匹配算法进行定位，首先在待定位区域内测量大量已知位置接收多个无线信号的情况，对于每个已知位置来说，将每个已知位置的位置信息以及接收的无线信号的情况作为一个指纹录入数据库。然后，将待定位节点的接收的多个无线信号的情况与数据库中的指纹进行匹配，在数据库的指纹中选择与该待定位节点接收无线信号的情况相近的指纹，将选择的与待定位节点接收无线信号的情况相近的指纹对应的位置信息作为待定位节点的位置。这种节点定位方式的定位精确度取决于指纹数据库的大小，一般来说，定位精度提高1倍，指纹数据库的大小就要变成4倍或8倍，并且由于无线信号易受环境信号影响，导致无线信号的情况会发生变化，因此数据库需要时常进行更新，否则定位精度会大大下降。

综上所述，目前通过位置已知节点进行定位的方式在保证定位精度的情况下，需要测量大量的已知位置接收的无线信号的情况，因此现有技术中节点定位的测量工作量较大。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种节点定位的方法和设备，用以解决现有技术中节 点定位测量工作量较大的问题。

第一方面，提供了一种节点定位的方法，包括：

确定至少一个已知位置节点中的每个已知位置节点能够接收到的无线信号测量值的第一集合，并确定待定位节点能够接收到的无线信号测量值的第二集合，所述每个已知位置节点接收到的第一集合中包含的无线信号测量值和第二集合中包含的无线信号测量值是根据至少一个共同节点发出的无线信号分别确定的；

根据所述每个已知位置节点分别对应的第一集合中包含的无线信号测量值、和所述第二集合中包含的无线信号测量值，确定对应每个已知位置节点的加权系数；

根据每个已知位置节点对应的加权系数，以及每个已知位置节点的位置信息，确定待定位节点的位置信息。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，无线信号测量值为无线信号强度值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，n_i为第i个已知位置节点对应的大尺度信道衰落指数。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，使用对应每个已知位置节点的加权系数对每个已知位置节点对应的第一集合中包含的、根据同 一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值进行加权求和得到的结果，与所述第二集合中包含的根据该同一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值逼近。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，无线信号测量值为无线信号强度值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，f_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度最大时的值，其中k＝1,2,……,N。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，无线信号测量值为无线信号强度值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，g_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度 最大时的值，其中k＝1,2,……,N，λ为拉格朗日系数。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为所述待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为所述待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数，w_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为所述待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为所述待定位节点与第k个共同节点 之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数，v_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值，λ为拉格朗日系数。

结合第一方面至第一方面的第六种可能的实现方式中任一可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，确定待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息，(x_i,y_i,z_i)为第i个已知位置节点的坐标位置信息，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数。

第二方面，提供了一种节点定位的方法，包括：

针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第一集合{p_1i,…,p_Ni}，以及确定待定位节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第二集合{p₁,…,p_j,…,p_N}，其中，i和M、N为正整数；

针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点对应的第一集合{p_1i,…,p_Ni}与所述第二集合{p₁,…,p_N}的差值的集合{Δp_1i,…,Δp_Ni}，其中，Δp_1i＝p_1i-p₁,…,Δp_Ni＝p_Ni-p₁；

在预设定位空间内，根据确定M个差值集合，确定待定位节点的位置信息，其中确定待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，f()为构造的联合概率密度函数，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息；P为概率密度函数的最大值。

第三方面，提供了一种节点定位的设备，包括：

第一确定模块，用于确定至少一个已知位置节点中的每个已知位置节点能够接收到的无线信号测量值的第一集合，并确定待定位节点能够接收到的无线信号测量值的第二集合，所述每个已知位置节点接收到的第一集合中包含的无线信号测量值和第二集合中包含的无线信号测量值是根据至少一个共同节点发出的无线信号分别确定的；

第一处理模块，用于根据所述每个已知位置节点分别对应的第一集合中包含的无线信号测量值、和所述第二集合中包含的无线信号测量值，确定对应每个已知位置节点的加权系数；

第一定位模块，用于根据每个已知位置节点对应的加权系数，以及每个已知位置节点的位置信息，确定待定位节点的位置信息。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，无线信号测量值为无线信号强度值，所述第一处理模块具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，n_i为第i个已知位置节点对应的大尺度信道衰落指数。

结合第三方面，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述第一处理模块使用对应每个已知位置节点的加权系数对每个已知位置节点对应的第一集合中包含的、根据同一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值进行加权求和得到的结果，与所述第二集合中包含的根据该同一节点发出的无线信号确定的 无线信号测量值逼近。

结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中，无线信号测量值为无线信号强度值，所述第一处理模块具体用于；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，f_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度最大时的值，其中k＝1,2,……,N。

结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中，无线信号测量值为无线信号强度值，所述第一处理模块具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，g_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度最大时的值，其中k＝1,2,……,N，λ为拉格朗日系数。

结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第六种可能的实现 方式中，无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值，所述第一处理模块具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为所述待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为所述待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数，w_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值。

结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第七种可能的实现方式中，无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值，所述第一处理模块具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为所述待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为所述待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数， v_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值，λ为拉格朗日系数。

结合第三方面至第三方面的第七种可能的实现方式中任一可能的实现方式，在第三方面的第八种可能的实现方式中，所述第一定位模块确定的所述待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息，(x_i,y_i,z_i)为第i个已知位置节点的坐标位置信息，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数。

第四方面，提供了一种节点定位的设备，包括：

第二确定模块，用于针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第一集合{p_1i,…,p_Ni}，以及确定待定位节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第二集合{p₁,…,p_j,…,p_N}，其中，i和M、N为正整数；

第二处理模块，用于针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点对应的第一集合{p_1i,…,p_Ni}与所述第二集合{p₁,…,p_N}的差值的集合{Δp_1i,…,Δp_Ni}，其中，Δp_1i＝p_1i-p₁,…,Δp_Ni＝p_Ni-p₁；

第二定位模块，用于在预设定位空间内，根据确定M个差值集合，确定待定位节点的位置信息，其中确定待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，f()为构造的联合概率密度函数，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息；P为概率密度函数的最大值。

本发明实施例由于根据对应每个已知位置节点的加权系数，确定待定位节点的位置，或是通过构造的联合概率密度函数确定定位空间中待定位节点的位 置，因此无需测量大量已知位置接收的无线信号的情况，与现有技术中确定待定位节点位置的方法相比，提高了测量的效率，和待定位节点的定位的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例节点定位的方法的流程图；

图2为本发明实施例节点定位的场景示意图；

图3为本发明实施例节点定位的场景示意图；

图4为本发明实施例节点定位的方法的流程图；

图5为本发明实施例节点定位的设备的示意图；

图6为本发明实施例节点定位的设备的示意图；

图7为本发明实施例节点定位的设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种节点定位方法及设备，用以解决现有技术中节点定位测量工作量较大的问题。其中，方法和设备是基于同一发明构思的，由于方法及设备解决问题的原理相似，因此设备与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

由于无线信号大尺度模型为：

P＝P₀-10n*lg(d/d₀)+X

其中，P₀是距离为d₀时的接收信号强度，n是大尺度信道衰落指数，d是接收设备距离信源的距离，X是随机变量，因为通常接收信号是变化的，可以 用高斯随机变量来表示，X的均值为0，均方差为σ。根据现有的很多测量结果，n很多在1.5～4之间，σ很多在3～15之间。近似的认为P跟位置成线性关系，则可以通过线性插值法来估算位置。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例节点定位的方法，包括：

步骤100，确定至少一个已知位置节点中的每个已知位置节点能够接收到的无线信号测量值的第一集合，并确定待定位节点能够接收到的无线信号测量值的第二集合，每个已知位置节点接收到的第一集合中包含的无线信号测量值和第二集合中包含的无线信号测量值是根据至少一个共同节点发出的无线信号分别确定的；

步骤101，根据每个已知位置节点分别对应的第一集合中包含的无线信号测量值、和第二集合中包含的无线信号测量值，确定分别对应每个已知位置节点的加权系数；

步骤102，根据每个已知位置节点对应的加权系数，以及每个已知位置节点的位置信息，确定待定位节点的位置信息。

本发明实施例的执行主体可以为独立于待定位节点和已知位置节点的能够用于定位的服务器，也可以为待定位节点本身，其中，当执行主体为用于定位的服务器时，该服务器可以是一个只是完成位置计算逻辑单元的设备，也可以为具有位置逻辑运算功能的服务器设备，通过有线或无线的通信方式，获取待定位节点扫描得到的无线信号测量值的集合，和已知位置节点扫描得到的无线信号测量值的集合。

以图2场景为例为例，对已知位置节点、共同节点、第一集合和第二集合进行具体说明。

其中，待定位节点U，已知位置节点K_a、K_b、K_c、K_d，未知位置节点A₀、A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈、A₉，其中，待定位节点U实际能够接收到已知位置节点K_b、K_c、K_d和未知位置节点A₅、A₈发出的无线信号，得到待定 位节点U获取的接收无线信号的测量值的集合为{P_b，P_c，P_d，P₅，P₈}，其中P_b为待定位节点U接收已知位置节点K_b发出的无线信号确定的无线信号测量值，依次类推，P_c为待定位节点U接收已知位置节点K_c发出的无线信号确定的无线信号测量值，P_d待定位节点U接收已知位置节点K_d发出的无线信号确定的无线信号测量值，P₅待定位节点U接收未知位置节点A₅发出的无线信号确定的无线信号测量值，P₈待定位节点U接收未知位置节点A₈发出的无线信号确定的无线信号测量值，已知位置节点K_a实际能够接收到已知位置节点K_b和未知位置节点A₀、A₁、A₂、A₄发出的无线信号，得到已知位置节点K_a获取的接收无线信号的测量值的集合为{P_ba，P_0a，P_1a，P_2a，P_4a}，其中P_ba为已知位置节点K_a接收已知位置节点K_b发出的无线信号确定的无线信号测量值，依次类推，P_0a为已知位置节点K_a接收未知位置节点A₀发出的无线信号确定的无线信号测量值，P_1a为未知位置节点K_a接收未知位置A₀发出的无线信号确定的无线信号测量值，P₅待定位节点U接收未知位置节点A₅发出的无线信号确定的无线信号测量值，P₈待定位节点U接收未知位置节点A₈发出的无线信号确定的无线信号测量值；类似的，若已知位置节点K_b实际能够接收到已知位置节点K_a和未知位置节点A₂、A₃、A₈、A₉发出的无线信号，则已知位置节点K_b获取的接收无线信号的测量值的集合为{P_ab，P_2b，P_3b，P_8b，P_9b}；若已知位置节点K_c实际能够接收到未知位置节点A₅、A₇、A₈发出的无线信号，则已知位置节点K_c获取的接收无线信号的测量值的集合为{P_5c，P_7c，P_8c}；若已知位置节点K_d实际能够接收到未知位置节点A₄、A₅、A₆发出的无线信号，则已知位置节点K_d获取的接收无线信号的测量值的集合为{P_4d，P_5d，P_6d}；

可选的，一种确定已知位置节点K_a、K_b、K_c、K_d能够接收到的无线信号测量值的第一集合和第二集合的方法：对待定位节点U和已知位置节点K_a、K_b、K_c、K_d中每个节点能够接收到的无线信号对应的节点取并集，得到共同节点{K_a，K_b，K_c，K_d，A₀，A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆，A₇，A₈，A₉}，以已知位置节点K_a为例，已知位置节点K_a实际能够接收到已知位置节点K_b和未知位置节点A₀、 A₁、A₂、A₄发出的无线信号，而不能接收到已知位置节点K_a、K_c、K_d和未知位置节点A₃、A₅、A₆，A₇、A₈、A₉发出的无线信号，因此，将实际测量得到的P_ba，P_0a，P_1a，P_2a，P_4a作为第一集合中的无线信号测量值，P_aa，P_3a、P_5a、P_6a、P_7a、P_8a、P_9a，根据预设的规则确定，通常情况下，节点自身不接收节点自身发出的无线信号，在本发明实施例中可以将节点自身接收自身发出的无线信号测量值设置为一个稍微低于自身发射功率的值，例如-10dBm，将节点与未接收到发出无线信号对应的节点之间侧无线信号测量值设置为一个低于接收机灵敏度的值，例如-100dBm，其中第一集合与第二集合的确定方法类似，在此不再赘述。

第二种可选的，确定第一集合和第二集合方法还可以为，将已知位置节点和待定位节点能够都接收到的发出无线信号的节点作为共同节点，假设已知位置节点K_a、K_b、K_c、K_d和待定位节点U都能够接收到未知位置节点A₀、A₁、A₂、A₃发出的无线信号，则将未知位置节点A₀、A₁、A₂、A₃作为共同节点，将实际测量的待定位节点U和已知位置节点K_a、K_b、K_c、K_d接收未知位置节点A₀、A₁、A₂、A₃发出无线信号的无线信号测量值分别作为第一集合和第二集合中无线信号测量值。

可选的，在确定出共同节点之前，还可以从实际接收的无线信号测量值中选出不小于预设阈值的无线信号测量值，对选出的无线信号测量值的对应的发射无线信号的节点。

具体的，若预设阈值为-90dBm，P_b为-75dBm，已知位置节点K_b作为共同节点，若P₁为-95dBm，而P_1d为-85dBm，则将未知位置节点A₁作为共同节点，因此只要待定位节点U和已知位置节点K_a，K_b，K_c，K_d，接收该节点发出的无线信号，确定的无线信号测量值中存在一个不小于预设阈值的，则该节点可以作为共同节点。

可选的，由于无线信号的异变性，在确定出共同节点之前，对当前接收到的无线信号测量值与历史接收到的无线信号测量值进行加权平均处理。

具体的，假设当前次待定位节点U接收已知位置节点K_a发出的无线信号确 定的无线信号测量值P_a＝-72dBm，上一次当前定位节点U接收已知位置节点K_a发出的无线信号确定的无线信号测量值为P_a＝-80dBm，则根据下列公式确定第一集合中的无线信号测量值：

P＝α*P_n-1+(1-α)P_n

其中，P为确定的第一集合中的无线新号测量值，P_n-1上一次节点的无线信号测量值，P_n为当前次无线新号的测量值，α为预先设置的系数。

假设α＝0.5，则确定的第一集合中待定位节点U接收已知位置节点K_a发出的无线信号确定的无线信号测量值为-76dBm。

此外，还存在当前次待定位节点能够接收到未知位置节点A₀发出的无线信号，而上一次未接收到A₀发出的无线信号，则可以将当前次的无线信号测量值作为第一集合中的无线信号测量值，还可以去除未知位置节点A₀。

需要说明的是，已知位置节点可以为预先设置的已知位置的节点，也可以为待定位节点能够接收到发出无线信号的已知位置的节点，还可以为待定位节点能够接收到发出无线信号的已知位置的节点和以及已知位置的节点能够接收到发出无线信号的已知位置的节点。

如图3所示，区域300中的已知位置节点发出的无线信号为待定位节点能够接收到，而区域300以外的已知位置节点发出的无线信号为待定位节点不能接收到，但是区域300中的已知位置节点能够接收到，已知位置节点包括区域300中的已知位置节点，以及区域300中已知位置节点能够接收到的区域300以外的已知位置节点，或已知位置节点仅包括区域300中的已知位置节点。

其中，本发明实施例中确定分别对应每个已知位置节点的加权系数包括下列可选的方法：

方法一：加权质心法，无线信号测量值为无线信号强度值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，n_i第i个已知位置节点对应的大尺度信道衰落指数。

需要说明的是，n_i的值，对于不同的已知位置节点，可以采用相同的大尺度信道衰落指数，也可以采取不同的大尺度信道衰落指数，该参数在部署已知位置节点的时可以测量出来。

可选的，使用对应每个已知位置节点的加权系数对每个已知位置节点对应的第一集合中包含的、根据同一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值进行加权求和得到的结果，与所述第二集合中包含的根据该同一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值逼近。

方法二：无线信号测量值为无线信号强度值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，f_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度 最大时的值，其中k＝1,2,……,N。

需要说明的是，是根据最小均方差准则构造的。

方法三：无线信号测量值为无线信号强度值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为所述待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，g_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度最大时的值，其中k＝1,2,……,N，λ为拉格朗日系数。

需要说明的是，是基于最小均方误差准则和拉格朗日乘数法构造的。

方法四：无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为所述待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节 点的个数，M为已知位置节点的个数，c为所述待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数，w_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值。

需要说明的是，是根据最小均方差准则构造的。

方法五：无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为所述待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为所述待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数，v_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值，λ为拉格朗日系数。

需要说明的是，是基于最小均方误差准则和拉格朗日乘数法构造的。

可选的，确定待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息，(x_i,y_i,z_i)为第i个已知位置节 点的坐标位置信息，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数。

如图4所示，本发明实施例节点定位的方法，包括：

步骤400，针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第一集合{p_1i,…,p_Ni}，以及确定待定位节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第二集合{p₁,…,p_N}，其中，i和M、N为正整数；

步骤401，针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点对应的第一集合{p_1i,…,p_Ni}与所述第二集合{p₁,…,p_N}的差值的集合{Δp_1i,…,Δp_Ni}，其中，Δp_1i＝p_1i-p₁,…,Δp_Ni＝p_Ni-p₁；

步骤402，在预设定位空间内，根据确定M个差值集合，确定待定位节点的位置信息，其中确定待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，f()为构造的联合概率密度函数，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息；P为概率密度函数的最大值。

需要说明的是，当无线信号测量值为无线信号强度值时，f()是根据无线信号大尺度模型构造的。

具体的，f()是根据无线信号大尺度模型构造的，其中，无线信号的大尺度模型为：

P＝P₀-10n*lg(d/d₀)+X

其中，P₀是距离为d₀时的接收信号强度，n是大尺度信道衰落指数，d是接收设备距离信源的距离，X是随机变量，因为通常接收信号是变化的，可以用高斯随机变量来表示，X的均值为0，均方差为σ。根据现有的很多测量结果，n很多在1.5～4之间，σ很多在3～15之间。

以待定位节点U接收第K个共同节点发出的无线信号的无线信号测量值 P_k，第i个已知位置节点接收第K个共同节点发出的无线信号的无线信号测量值P_ki，则

Δp_ki＝P_ki-p_k＝10n*lg(d_k/d_ik)+X_k-X_ki

因此，可以将待定位节点位置的确定，转换为在预设的定位空间内，确定在满足已知位置节点与待定位节点接收同一共同节点的无线信号的无线信号测量值的差值为实际测量得到的已知位置节点与待定位节点接收同一共同节点的无线信号的无线信号测量值的差值时，位置的条件的联合概率密度函数取最大值时的位置，即为待定位节点的位置。

需要说明的是，共同节点发送无线信号是相互独立的，且已知位置节点与待定位节点接收无线信号也是相互独立的。

其中，在计算时，在地理信息未知的情况下，可以认为待定位节点的位置的概率密度分布在预设的定位空间内为均匀分布。

此外，确定：

的具体步骤为：

由于

其中，η为预设的定位空间，g(x,y,z)为待定位节点在预设定位空间内可能的位置的概率密度。

因此可以通过确定：

来构造联合概率密度函数

具体的，根据共同节点发送无线信号的独立性，以及已知位置节点和待定位节点接收无线信号的独立性，得：

其中，(u_k,v_k,w_k)为第k个共同节点的坐标，如果共同节点是已知位置节点，则位置坐标已知，因此

而，f{ΔP_ki|(x,y,z)}可通过无线信号大尺度模型得到。

此外，如果共同节点是位置坐标未知节点，则通过对所有可能的位置对应的接收信号强度差异概率密度分布和位置的概率密度分布的乘积进行积分得到满足已知位置节点和待定位节点接收该共同节点发出的无线信号确定的无线信 号测量值之差为实际的确定的差值时，待定位节点可能的位置的概率密度分布函数，而无需确定该节点的位置信息。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种节点定位的设备，由于本发明实施例节点定位的设备对应的方法为一种节点定位的方法，因此本发明设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图5所示，本发明实施例节点定位的设备，包括：

第一确定模块500，用于确定至少一个已知位置节点中的每个已知位置节点能够接收到的无线信号测量值的第一集合，并确定待定位节点能够接收到的无线信号测量值的第二集合，每个已知位置节点接收到的第一集合中包含的无线信号测量值和第二集合中包含的无线信号测量值是根据至少一个共同节点发出的无线信号分别确定的；

第一处理模块501，用于根据每个已知位置节点分别对应的第一集合中包含的无线信号测量值、和第二集合中包含的无线信号测量值，确定对应每个已知位置节点的加权系数；

第一定位模块502，用于根据每个已知位置节点对应的加权系数，以及每个已知位置节点的位置信息，确定待定位节点的位置信息。

可选的，无线信号测量值为无线信号强度值，第一处理模块501具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，n_i为第i个已知位置节点对应的大尺度信道衰落指 数。

可选的，第一处理模块501使用对应每个已知位置节点的加权系数对每个已知位置节点对应的第一集合中包含的、根据同一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值进行加权求和得到的结果，与第二集合中包含的根据该同一节点发出的无线信号确定的无线信号测量值逼近。

可选的，无线信号测量值为无线信号强度值，第一处理模块501具体用于；

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，f_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度最大时的值，其中k＝1,2,……,N。

可选的，无线信号测量值为无线信号强度值，第一处理模块501具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_k为待定位节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，p_ki为第i个已知位置节点接收第k个共同节点发出的无线信号的无线信号强度值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，g_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_k与逼近程度最大 时的值，其中k＝1,2,……,N，λ为拉格朗日系数。

可选的，无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值，第一处理模块501具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数，w_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值。

可选的，无线信号测量值为信道状态信息CSI中的子信道频域响应幅度平方值，第一处理模块501具体用于：

确定对应每个已知位置节点的加权系数符合下列公式要求：

其中，P_kh为待定位节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，p_ki,h为第i个已知位置节点与第k个共同节点之间的第h个子信道频域响应幅度平方值，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数，N为共同节点的个数，M为已知位置节点的个数，c为待定位节点与第k个共同节点之间和第i个已知位置节点与第k个共同节点之间存在的共同子信道的个数， v_min(a₁,a₂,a₃,……,a_M)表示P_kh与逼近程度最大时的值，λ为拉格朗日系数。

可选的，第一定位模块502确定的待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息，(x_i,y_i,z_i)为第i个已知位置节点的坐标位置信息，a_i为第i个已知位置节点对应的加权系数。

如图6所示，本发明实施例节点定位的设备，包括：

第二确定模块600，用于针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第一集合{p_1i,…,p_Ni}，以及确定待定位节点根据接收的由N个共同节点发出的无线信号确定的无线信号测量值的第二集合{p₁,…,p_j,…,p_N}，其中，i和M、N为正整数；

第二处理模块601，用于针对M个已知位置节点中第i个已知位置节点，确定第i个已知位置节点对应的第一集合{p_1i,…,p_Ni}与第二集合{p₁,…,p_N}的差值的集合{Δp_1i,…,Δp_Ni}，其中，Δp_1i＝p_1i-p₁,…,Δp_Ni＝p_Ni-p₁；

第二定位模块602，用于在预设定位空间内，根据确定M个差值集合，确定待定位节点的位置信息，其中确定待定位节点的位置信息符合下述公式要求：

其中，f()为构造的联合概率密度函数，(x,y,z)为待定位节点的坐标位置信息；P为概率密度函数的最大值。

需要说明的是，如图5与图6所示的设备中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请 各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

如图7所示，本发明实施例节点定位的设备的一种硬件结构实现形式，包括：

存储器700，用于存储实现节点定位的程序以及所需要的数据；

处理器701，用于通过调用相关数据，执行相关程序，以实现本发明实施例所提供的技术方案。

从上述内容可以看出：本发明实施例中确定至少一个已知位置节点中的每个已知位置节点能够接收到的无线信号测量值的第一集合，并确定待定位节点能够接收到的无线信号测量值的第二集合，所述每个已知位置节点接收到的第一集合中包含的无线信号测量值和第二集合中包含的无线信号测量值是根据至少一个共同节点发出的无线信号分别确定的；根据每个已知位置节点分别对应的第一集合中包含的无线信号测量值、和所述第二集合中包含的无线信号测量值，确定对应每个已知位置节点的加权系数；根据每个已知位置节点对应的加权系数，以及每个已知位置节点的位置信息，确定待定位节点的位置信息。这种技术方案由于根据对应每个已知位置节点的加权系数，确定待定位节点的位 置，无需测量大量已知位置节点的接收其他节点的发出的无线信号的情况，因此，与现有技术中确定待定位节点位置的方法相比，提高了测量的效率，和待定位节点的定位的准确性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。