CN101730226B - 用于支持无线节点的移动性的定位消息处理的方法 - Google Patents

用于支持无线节点的移动性的定位消息处理的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于定位消息处理的方法。该方法包括分配簇资源用于识别移动节点的位置，通过为移动节点确定簇操作状态而设置每个节点的操作，测量移动节点到每个锚节点之间的距离，并且识别移动节点的位置。

Description

用于支持无线节点的移动性的定位消息处理的方法
技术领域
本发明涉及一种用于支持无线节点的移动性的定位消息处理的方法和用于存储上述方法的计算机可读记录介质；更具地体，涉及通过一系列的消息和无线传感器网络中的链路控制处理，快速测量移动节点位置的一种定位消息处理的方法和存储上述方法的计算机可读记录介质。
背景技术
由于无线通信技术和微电子技术已经发展，已经提出了无线传感器网络。无线传感器网络是由低价和小型传感器形成的。无线传感器网络已经在各种应用领域使用，如安全和保安、生态监控、智能交通系统、制造过程的自动控制、物流管理和救灾。一些传感器设备本质上需要位置信息。这些传感器设备可能是附接到病人用于远程诊断医院里的病人的医疗状况的传感器设备、附接到建筑工地的工人的传感器设备、或者是在无线传感器网络中用于完成独立工作以管理雇员或资产的目标节点。
移动传感器节点具有独特的特性，即移动性。也就是说，移动传感器节点可以在操作环境改变它的位置。因此，需要经常或实时测量移动传感器节点的位置。
典型的定位方法使用用于测量位置信息的装置。全球定位系统(GPS)接收机是用于测量位置信息的代表性装置之一。GPS接收机提供精确的位置信息。GPS接收机从三个以上的卫星接收视觉信息，并且通过基于来自三个以上卫星的视觉信息的时间差异测量距离来计算GPS接收机的全球坐标。GPS接收机可以测量在大约20米的允许误差内的位置信息，虽然根据接收环境而存在差别。GPS接收机在广泛开放以平滑地接收目标卫星信号的室外位置显著有效。然而，在室内位置或对于需要非常高精确度(如高于允许误差的精确度)的应用服务系统，GPS接收机不是用于测量位置信息的有效设备。
因此，由于适用性和低准确性的限制，无线传感器网络不使用GPS。与此相反，无线传感器网络需要用于寻找移动节点的位置的定位方法。
无线传感器网络包括：宿节点(sink node)，配置来收集每个传感器节点感测的数据，并且通过传输网络传输该感测数据到中央应用服务器；作为簇(cluster)配置的源的簇头；锚节点(anchor node)，配置来提供簇中几何位置的原点并且将接收到的消息转发到远程目标位置；以及移动节点。除了移动节点，所有在预定区域的传感器节点都具有唯一的位置信息。宿节点、簇头和锚节点的几何位置信息是在无线传感器网络建立时手工设置。或者，宿节点、簇头和锚节点的位置信息由中央服务器自动或远程设置。相反的是，因为移动节点或目标节点附接到移动物体或者人，所以移动节点或目标节点可能具备根据其位置变化的位置信息。
移动节点的位置是通过测量每个锚节点和移动节点之间的距离并且基于测量的距离估计该移动节点的位置计算的。这种移动节点的定位可能由簇头、宿节点和应用服务器之一依据每个节点的功率效率和计算能力执行。锚节点和移动节点之间的距离使用以下参数进行测量：接收的信号强度(RSS)、到达时间(TOA)、或飞行时间(TOF)、到达时间差异(TDOA)、以及到达角度(AOA)。从而，移动节点顺序地测量到每个锚节点的距离。这里，为了二维(2D)或三维(3D)位置信息，需要测量从移动节点到至少三个锚节点的距离以得到2D位置信息或需要测量从移动节点到至少四个锚节点的距离以得到3D位置信息。这样的处理也要求移动节点不移动。多点定位(Multilateration)可用于测量距离。使用多点定位，可能精确地估计移动节点的位置信息。
然而，在预定区域，移动节点可能借助人或动物连续移动，存在多个移动节点，或多个移动节点同时移动。在这些情况下，因为在测量到锚节点的距离的同时移动节点以预定速度进行，所以难以测量从移动节点到每个锚节点的距离。因此，移动节点的位置可以与其移动速度成比例地改变或因为测量尝试的消息重传或重传延迟(back off)而改变，所述消息重传或重传延迟是由测量多个移动节点的距离期间产生的测量消息之间的冲突而产生的。这种常规的定位方法具有难以在精确地测量低速移动环境中节点之间的距离的缺点。
因此，需要发展用于在无线传感器网络中处理移动节点定位消息的方法，用于即使在多个移动节点以预定速度同时移动时也能准确识别移动节点的位置。
发明内容
本发明的一个实施例指向提供一种定位消息处理方法，用于支持无线节点移动性，以及存储所述方法的计算机可读记录介质。
本发明的一个实施例指向提供一种定位消息处理方法，用于通过一系列的消息和无线传感器网络中的链路控制处理快速测量移动节点的位置，以及存储所述方法的计算机可读记录介质。
本发明的一个实施例指向提供一种定位消息处理方法，用于支持无线节点移动性，以及存储所述方法的计算机可读记录介质，其中单个或多个移动节点分配有簇资源，以便通过在由多个簇形成的多跳(multihop)传感器网络中的有效链路连接控制识别其位置，在相应的专用时段中移动节点同步地尝试测量到锚节点的距离，同时所有移动节点顺序地接收来自锚节点的响应，并且移动节点发送位置信息(位置数据)到应用服务器。
根据依照本发明的一个方面，提供了一种定位消息处理的方法，包括：分配用于识别移动节点的位置的簇资源；通过为所述移动节点确定簇操作状态来设置每个节点的操作；测量所述移动节点到每个锚节点之间的距离；以及获取所述移动节点的位置。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于支持在由多个簇形成的多跳传感器网络中的一个或多个移动节点定位的介质访问控制(MAC)超级帧结构，包括：发送信标帧的信标时隙时段；第一竞争访问时段，其中每个节点通过使用公共跳时序列竞争地尝试占用信道来执行数据通信；无竞争时段，其中预定的节点使用唯一的跳时序列执行专有的数据通信；第二竞争访问时段，其中每个节点通过使用公共跳时序列竞争地尝试占用信道来执行数据通信；第三竞争访问时段，其中每个节点通过使用公共跳时序列竞争地尝试占用信道来执行数据通信；以及非活动时段，其中每个节点保持睡眠状态。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于簇头的定位消息处理的方法，包括：在所述簇头，在信标时隙时段中产生并且广播信标帧；在所述簇头，在第一竞争访问时段中分配簇资源到新的移动节点；在所述簇头，通过控制所有移动节点的簇操作状态，在第一竞争访问时段中广播簇状态信息；在所述簇头，在每个无竞争时段中从每个相应的移动节点接收位置信息或位置数据；以及在所述簇头，在第二和第三竞争访问时段中发送位置信息或位置数据到其它节点。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于锚节点的定位消息处理的方法，包括：在所述锚节点，通过检查信道状态接收信标帧；在所述锚节点，确定接收的信标帧是否是所述锚节点所属的自己簇的信标；在所述锚节点，如果接收的信标帧是所述锚节点所属的自己簇的信标，则在第二和第三竞争访问时段通过获得簇头资源分配信息和簇状态信息并且交换数据，支持在每个无竞争时段测量到每个相应移动节点的距离；以及在所述锚头，如果接收到的信标帧不是所述锚节点所属的自己簇的信标，则在第三竞争访问时段通过确认邻近簇的剩余访问时段来接收邻近簇状态信息并且交换数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于移动节点的定位消息处理的方法，包括：在移动节点，从簇头接收信标帧并且确定接收的信标帧是否是所述移动节点所属的自己簇的信标；在所述移动节点，如果接收的信标帧是所述移动节点所属的自己簇的信标，则从所述簇头接收簇状态信息并且确认时间间隔；在所述移动节点，如果接收的信标帧是新簇的信标，则执行簇连接请求和资源分配，从所述簇头接收簇状态信息，并且确认时间间隔；以及在所述移动节点，在分配给所述移动节点的无竞争时段测量到锚节点的距离并且发送位置信息或位置数据到所述簇头。
根据本发明的一个方面，提供了一种存储定位消息处理方法的计算机可读记录介质，所述方法包括：分配用于识别移动节点的位置的簇资源；通过为所述移动节点确定簇操作状态来设置每个节点的操作；测量所述移动节点到每个锚节点之间的距离；并且识别所述移动节点的位置。
通过以下描述，能够理解本发明的其它目标和优点，并且参照本发明的实施例而变得显而易见。同时，可以通过所要求保护的手段以及其组合实现本发明的目标和优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图说明
图1是图示应用本发明的无线传感器网络的图。
图2是图示根据本发明的实施例的用于支持无线节点的移动性的定位消息处理方法的流程图。
图3是图示根据本发明的实施例的用于定位消息处理的方法的图。
图4(a)到(d)是图示根据本发明的实施例的每个节点的MAC超级帧结构的图。
图5是图示根据本发明的实施例的多簇环境中每个簇的超级帧结构的图。
图6是图示根据本发明的实施例的在簇头中用于定位消息处理的方法的流程图。
图7是图示根据本发明的实施例的在锚节点中用于定位消息处理的方法的流程图。
图8是图示根据本发明的实施例的在移动节点中用于定位消息处理的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述仅示例本发明的原理。即使在本说明书中没有清楚地描述或说明，本领域的普通技术人员也可以在本发明的概念和范围内实现本发明的原理并且发明多种装置。本说明书中使用的条件性术语和呈现的实施例只是为了使本发明的概念被理解，而它们并且不限制于说明书中提到的实施例和条件。
图1是图示应用本发明的无线传感器网络的图。这就是说，图1示出用于一般应用模型的典型无线传感器网络。
如图1所示，传感器域是基于宿节点形成的多跳网络，传感器域被分为多个簇。每个簇包括簇头、多个锚节点和多个固定传感器节点。簇头执行用于形成簇的中心角色。簇头提供关于簇的信息和关于簇同步的信息。多个锚节点提供几何位置的参考点。多个固定传感器节点感测用于应用的不同类型的信息。这里，移动节点(例如，移动传感器节点)能够在没有限制情况下在无线传感器网络空间自由地移动。
作为簇网络的中心，簇头广播唯一的信标信号，允许或不允许簇中的节点访问网络，并且分配网络资源，如节点识别符(ID)。此外，考虑到所有连接的移动节点，簇头提供当前簇状态信息给簇中的所有移动节点。
锚节点具有唯一的几何位置信息，支持用于移动节点定位的距离测量，并且发送从所有节点或邻近簇节点接收的数据到目标节点。
固定传感器节点感测用于应用的多种类型的数据并且周期性地或响应于应用服务器的询问发送感测数据。
为了识别位置，移动节点测量距离，执行定位，并且周期性地或响应于应用服务器的询问发送位置数据。
应用服务器使用移动节点的位置信息和感测数据提供多个应用服务。
簇头的覆盖区域与邻近簇头的一部分重叠，并且簇中的每个锚节点接收邻近簇头的消息。此外，锚节点的覆盖区域与邻近簇的重要区域和包括邻近的簇头的区域重叠。
在图1中，第一簇包括三个移动节点MN1、MN2、MN3，并且第一移动节点MN1通过第一簇从第六簇移动到第四簇。因为根据本实施例所有的簇头在定位消息处理过程中广播一个唯一的信标信号，所以当移动节点MN1从第四簇进入第一簇时第一移动节点MN1接收第一簇的信标信号并且通过访问第一簇分配到第一簇的资源。随后，执行一系列的距离测量，用于第一移动节点MN1的定位。这一系列的距离测量由锚节点基于簇状态信息以及从簇头提供的分配资源支持。第一移动节点MN1发送收集到的位置数据到簇头，用于将它发送到应用服务器。簇头通过邻近的簇锚节点发送位置数据(或计算的位置信息)到宿节点。
图2是图示根据本发明的实施例、支持无线节点的移动性的定位消息方法的流程图。
根据本实施例的定位消息方法包括Nmn个移动节点、Nan个锚节点、簇头和NACL个邻近簇节点的节点(簇头和锚节点)间的交互作用。
在根据本实施例的定位消息方法中，首先的处理是簇资源分配过程，包括步骤S201到S203。簇头周期性地广播包括簇ID、簇头ID、信标间隔和活动时段、第一竞争访问时段(CAP)和移动节点的访问有效性的信标信号。由此，移动节点在任意位置都能够接收信标帧。提供标识符(ID)以识别每个簇和每个节点。ID是16比特长的短地址。信标间隔是簇信标帧的发送间隔。活动时段是相应簇独自占用信道的时间段。活动时段包括信标时隙。第一竞争访问时段(CAP)是移动节点基于竞争访问簇头的时段。第一CAP定义为信标时隙之后的预定时段。因此，移动节点的簇资源分配过程包括当前簇检查步骤S201，用于基于接收的信标帧信息确定当前位置包括哪个簇区域，以及簇访问步骤S203，用于分配簇资源给移动节点以作为簇成员参与到网络和支持定位。
首先，在步骤S201，移动节点将接收的信标帧的簇ID和CIDp与在移动节点中存储的簇ID和CIDm相比较，并且在步骤S202，确定当前位置的簇是移动节点已经访问的簇或是新簇。也就是说，在步骤S202，如果接收的信标帧的簇ID和CIDp与移动节点中存储的当前簇的ID和簇CIDm是一致的，则不需要为移动节点分配资源。然而，在步骤S202，如果接收的信标帧的簇ID和CIDp与移动节点中存储的当前簇的簇ID和CIDm不一致，并且如果通过信标信号的相应信息确定簇头允许新的移动节点访问，则移动节点执行步骤S203以便被分配资源。
在簇访问步骤S203中，移动节点发送连接请求消息到簇头以请求簇网络连接，并且从簇头接收连接响应消息。连接请求消息包括簇ID、簇头ID和移动性等级。因为在一般传感器网络中移动节点的移动速度一般不超度10k/m，所以可以考虑移动频率和聚集速度将移动节点的移动性分级。例如，移动节点的移动性分为对于固定移动节点或游动移动节点的第一级，对于以4k/m的最大速度行进的移动节点的第二级，以及对于以超过4k/m的最大速度行进的移动节点的第三级。当相应的簇包括多于簇能够同时识别的移动节点时，可移动性等级用于决定执行移动节点定位的频率，以便使得所有的移动节点能够接收服务。也就是说，移动性等级用于不同地决定位置信息的更新速率。例如，对于第一级在每个信标间隔执行一次移动节点定位，对于在第二级在每两个信标间隔执行一次移动节点定位，而对于第三级在多于四个信标间隔执行一次移动节点定位。此外，可以在多于四个信标间隔的预定时间间隔执行一次移动节点的定位。
在接收连接请求消息之后，响应于该连接请求，消息簇头发送连接响应消息到移动节点。连接响应消息包括节点ID、时隙数目，跳时序列(timehopping sequence)和锚节点ID列表。节点ID提供来识别每个节点。节点ID是16比特短地址。时隙数目是相应的移动节点可以单独使用信道而没有信道占用竞争(如由于信道占用竞争中的重传延迟而产生的帧发送延迟或帧冲突)的时间段。当时隙数目与分配给移动节点的唯一的跳时序列一同使用时，可能支持多个移动节点同时的定位。锚节点ID列表是用于为移动节点定位分配参考位置的列表。由此，移动节点请求所有的锚节点同时测量距离，并且顺序地从锚节点ID列表中的锚节点接收响应(见步骤S205)。在簇连接步骤S203中，簇头和移动节点能够由在设备制造过程中分配的48比特的介质访问控制(MAC)地址识别。所有锚节点接收连接请求消息，并且使用接收的连接请求消息和连接请求消息来支持对于相应移动节点的距离测量处理。
在簇资源分配过程中，所有希望簇访问的移动节点在发送信标帧的信标时隙后的第一CAP期间尝试簇访问。在传感器节点支持IR-UWB(脉冲超宽带无线电)的传输方案的情况下，使用公共的跳时序列。当多个移动节点尝试连接请求时，为了有效预防产生冲突通过使用附加的随机访问机制传输连接请求消息。
然后，执行簇状态控制步骤S204。在簇状态控制步骤S204中，设置簇操作状态以便有效操作移动节点已经连接到的簇和移动节点当前连接到的簇。在簇状态控制步骤S204中，执行以下操作。簇头为所有连接到其的移动节点确定有效簇操作状态。簇头发送簇状态信息到簇的所有节点，用于共享簇状态信息。所有节点设置或更新接收的簇状态信息作为操作控制值。
簇操作状态包括：移动节点的分配时隙改变、移动节点的分配时隙恢复、移动节点的位置信息更新间隔、第二竞争访问时段(CAP)的持续时间、以及第三竞争访问时段(CAP)的持续时间。在决定簇操作状态时为了最大化可用的簇网络资源，簇头根据移动节点的数目改变分配时隙，恢复分配时隙，根据移动节点的移动性等级改变相应的移动节点的位置信息更新频率，并且改变启动时间和第二CAP和第三CAP的持续时间。
在改变和恢复分配时隙的情况下，当没有允许更多的移动节点访问簇时，分配时隙的恢复意味着根据预定条件排除移动节点。这里，预定条件可定义为两次没有接收到定位信息的情况，从最后一次接收到定位信息起经过预定时间的情况，或者接收表示从当前簇分离的连接释放通知的情况。在以下情况改变分配时隙：当连接的移动节点不能立即使用分配的时隙时，虽然移动节点接收到来自应用服务器的对于定位信息的询问，但因为移动节点在分配的时隙不能立即执行定位，所以移动节点额外地分配有临时时隙时，或者当使得移动节点能够与具有相同等级的其它移动节点使用相同的时隙时。当分配的时隙的改变与位置信息的更新频率组合时，可能为所有的移动节点提供最优的操作状态。为了使得具有相同等级的移动节点能够使用相同的时隙，将初始分配的时隙改变成其它时隙。
改变位置信息更新间隔(更新频率)意味着基于连接资源的性能(如允许移动节点访问的最大容量、跳时序列和时隙数目)改变移动节点的定位间隔。这里，定位间隔是测量到锚节点距离的间隔。例如，如果访问的移动节点的数目超过了支持预定等级移动节点的容量，则将预定移动节点的定位间隔调整到相当长。例如，假定簇头有NClMAX个移动节点的支持容量，并且第一等级移动节点在每个信标间隔执行定位。如果在簇头的访问容量达到最大的支持容量之后，Nexmn个更多第一等级移动节点访问，则将Nexmn个移动节点的定位间隔SCClbis改变得较长，以便立即支持新访问的移动节点的定位。之后，如果第一等级移动节点的数目变得小于簇头的最大支持容量NCLMAX，则将改变的Nexmn个移动节点的定位间隔SCClbis恢复到原始的定位间隔。类似地，将改变位置信息更新间隔的相同方法应用到第二级或第三级移动节点。
第二竞争访问时段(CAP)是用于簇中节点之间通信的时段。也就是说，第二竞争访问时段允许基于竞争的访问。第二竞争访问时段的启动时间与分配给移动节点的整个时隙之后的新时隙的启动时间是相同的。第二CAP的持续时间与一个时隙时段是相同的。
第三竞争访问时段(CAP)是用于簇之间通信的时段。第三CAP允许基于竞争的访问。第三CAP在第二CAP之后并且其持续时间与两个时隙时段相同。如果第三CAP的结束时间没有超过簇头可使用的最大活动时段TMaxActPrd，则相应于其差别(最大活动时段TMaxActPrd-第三CAP的结束时间)的持续时间用作用于维持所有节点的睡眠状态的非活动时段。
在簇操作状态决定步骤之后，执行簇状态信息共享步骤。在簇状态信息共享步骤中，产生包括决定的簇状态信息的消息，并且使用跳时序列广播产生的消息。从而，将簇状态信息发送到簇中的所有节点。在簇操作状态决定步骤中决定的簇状态信息作为簇状态信息消息产生。簇状态信息消息不只发送到移动节点和锚节点，而且在第一CAP结束后启动自由竞争时段时发送到邻近簇的节点。簇状态信息消息也通知用于移动节点定位的自由竞争时段的开始，并且发送簇状态信息到簇中所有的节点。
在簇状态信息共享步骤之后，执行簇状态信息更新步骤。在簇状态信息更新步骤中，锚节点和移动节点将存在的簇状态信息改变或替换为接收的簇状态信息。在改变簇状态信息之后，锚节点和移动节点基于更新的簇状态信息执行操作。
在簇状态信息更新步骤之后，执行距离测量步骤S205。在距离测量步骤中S205，移动节点使用在簇连接步骤S203中接收到的锚节点ID列表测量到每个锚节点的距离。也就是说，移动节点请求所有的锚节点来测量到移动节点的距离，顺序地从锚节点接收其响应，并且使用用于计算距离的公知方法计算到每个锚节点的距离。
用于测量电波的移动距离的双向测距方法作为该公知方法被使用。在下文中，将详细描述双向测距方法。首先，移动节点基于多播方案发送测距请求消息到所有的锚节点，并且从每个锚节点接收测距响应消息和测距参数消息作为其响应。移动节点根据锚节点ID列表顺序地从相应的锚节点接收测距响应消息和测距参数消息。移动节点测量从发送测距请求消息的时间到接收到测距响应消息的时间的耗用时间。相反地，每个锚节点测量从接收到测距请求消息的时间到发送测距响应消息的时间的耗用时间。同时，在耗用时间期间所有的锚节点和移动节点测量频率牵引(frequency draft)和时钟偏移。每个锚节点通过测距参数消息发送耗用时间、频率牵引和时钟偏移(晶体属性)到移动节点。在此之前，每个锚节点的几何位置信息通过测距响应消息提供给移动节点。这里，几何位置信息可以是坐标值。
测距请求消息、测距响应消息和测距参数消息在分配到相应的移动节点的时隙交换。这里，在由NSubSlot个子时隙组成的时隙中，移动节点通过第一子时隙发送测距请求消息到每个锚节点。Nanchor个锚节点通过第二子时隙到第(Nanchor+1)时隙发送测距响应消息和测距参数消息到相应的移动节点。也就是说，当包含四个移动节点(Nanchor＝4)，第一锚节点使用第二子时隙，第二锚节点使用第三子时隙，第四锚节点使用第五子时隙来发送测距响应消息和测距参数消息到相应的移动节点。
当分配相同的时隙给多个移动节点时，相应的移动节点同时执行距离测量步骤S205。因为多个移动节点中的每个都分配有唯一的跳时序列，所以每个移动节点可以在距离测量步骤S205期间无干扰地通信。当多个移动节点同时执行距离测量步骤时，每个锚节点使用公共的跳时序列将晶体属性发送到多个移动节点。也就是说，将锚节点的位置坐标装载到测距响应消息并且使用多播方案发送到多个移动节点。将晶体属性和测量结果装载到测距参数消息，并且使用多播方案发送到多个移动节点。
然后，移动节点通过计算每个锚节点和移动节点之间的传播时间获取Nanchor个距离测量结果，也就是说，基于接收的测量值和自身使用公知计算方法测量的值的物理距离。在下文中，将所有与定位相关的数据(如获得的距离测量结果和接收的每个锚节点的位置信息)称作位置数据。
当在步骤S205获得所有的Nanchor个距离测量结果时，执行包括步骤S206到S210的移动节点位置数据处理过程。移动节点位置数据处理过程包括在步骤S207和S208，根据用于估计移动节点的位置的功能，使用位置数据计算移动节点位置信息，并且将计算的移动节点位置信息发送到簇头、宿节点或应用服务器，并且在步骤S209和S210，通过发送位置数据到簇头、宿节点或应用服务器，在相应的节点计算移动节点位置信息。
这里，在移动节点位置信息计算步骤S207或S210中，可以通过应用公知的多点定位与获得的Nanchor个距离测量结果和相应的锚节点的位置信息来计算移动节点位置信息。根据设备的可用资源(如能量和计算能力)，在步骤S207移动节点可以计算移动节点位置信息，或者在步骤S210簇头、宿节点或应用服务器可以计算移动节点位置信息。也就是说，当移动节点包括移动节点位置估计功能时，移动节点使用位置数据计算自身的位置信息，用移动节点位置信息创建位置数据消息，并且将创建的位置数据消息发送到簇头。当簇头、宿节点或应用服务器包括移动节点位置估计功能时，移动节点创建具有位置数据的位置数据消息，并且将创建的位置数据消息发送到簇头。
位置信息发送过程包括：第一步骤，用于发送计算的移动节点位置信息或位置数据到簇头；以及第二步骤，用于通过多跳路由将计算所得的移动节点位置信息或位置数据从簇头通过经过邻近簇节点发送到宿节点或应用服务器。在第一步骤中，通过交换由移动节点发送的位置数据消息和从簇头发送Ack消息，移动节点发送自身位置信息或位置数据到簇头。位置数据消息包括簇头ID、移动节点ID、移动节点的位置坐标、时间戳和序号。如果移动节点不包括位置估计功能，则位置数据消息包括簇头ID、移动节点ID、锚节点坐标设置、锚节点-移动节点距离测量结果设置、时间戳和序号。通过分配到相应的移动节点的时隙的最后子时隙执行位置数据消息和Ack消息的交换。分配的时隙专门用于在相应的移动节点和簇头之间的数据通信。因此，可以立即发送该消息。
在第二步骤中，使用第三竞争访问时段，簇头通过多跳路由将位置数据通过经由邻近簇节点发送到宿节点或应用服务器。在簇头和宿节点之间的中间节点包括路由表，以便发送来自移动节点的接收的位置数据消息，并且在第三CAP期间使用路由表通过数据通信在到宿节点的方向转发接收的位置数据消息。如果到宿节点的路径上包括多个中间节点，则若干第三CAP可能持续地用于发送位置数据消息到宿节点。在这种第二步骤中，位置数据基于公共的跳时序列发送。因此，第三CAP支持用于占用节点的传输信道的时隙式CSMA/CA(载波侦听多址接入/冲突避免)方案。
如上所述，根据本实施例的用于定位消息处理的方法以在移动节点、锚节点和簇头之间定义的消息的顺序执行。也就是说，根据本发明的实施例的用于定位消息处理的方法包括信标帧广播过程、用于访问簇的消息处理过程、簇状态信息广播过程、移动节点距离测量结果通知过程、以及位置数据发送消息处理过程。将参考图3来描述这些过程。
图3是图示根据本发明的实施例的用于定位消息处理的方法的图。如图所示，图3图示在两个移动节点、四个锚节点和簇头之间的定位消息处理。
首先，在信标帧广播过程，簇头广播信标帧到簇中的所有节点。在图3中，簇头广播信标帧到第一移动节点、第二移动节点和第一到第四锚节点。
然后，在簇连接消息处理过程，移动节点发送连接请求消息到簇头，而簇头发送连接响应信息到移动节点作为响应。连接请求消息和连接响应消息也被发送到簇中的所有锚节点。锚节点通过簇连接消息处理过程确认连接的移动节点的信息(移动节点ID、时隙和跳时序列)。锚节点使用相应的移动节点信息来支持相应的移动节点的距离测量。在图3中，第一移动节点根据簇连接消息处理过程连接到簇，然后第二移动节点根据簇连接消息处理步骤连接到簇。
然后，在簇状态信息广播过程，簇头发送簇状态信息到簇中的所有节点。在图3中，簇头发送广播的簇状态信息消息到第一移动节点，第二移动节点，和锚节点K(K＝1、2、3和4)。
然后，在移动节点距离测量过程中，移动节点和锚节点交换测距请求消息、作为测距请求消息的响应的测距响应消息和测距参数消息。当移动节点发送测距请求消息到所有的锚节点时，每个锚节点以锚节点ID列表中的顺序发送测距响应消息和测距参数消息到相应的移动节点作为测距请求消息的响应。在图3中，第二移动节点根据移动节点距离测量消息过程使用多播方案发送测距请求消息到所有的锚节点。然后，第一锚节点首先发送测距响应消息和测距参数消息到第二移动节点作为测距请求消息的响应。然后，第二锚节点、第三锚节点和第四锚节点顺序地发送测距响应消息和测距参数消息到第二移动节点作为测距请求消息的响应。
然后，在位置信息传输消息处理过程中，移动节点发送位置数据消息到簇头，而簇头发送Ack消息到移动节点作为响应。位置信息传输消息处理过程由移动节点在分配给移动节点的时隙的子时隙中执行。
如上所述，图3的用于定位消息处理的方法需要支持MAC超级帧。也就是说，MAC超级帧(见图4)可以提高用于定位消息处理方法的效率。
图4是图示根据本发明的实施例的每个节点的MAC超级帧结构的图。
MAC超级帧的基本结构包括其中信标时隙启动的活动时段和非活动时段。活动时段包括用于发送信标帧的信标时隙时段，其中每个节点与其它节点竞争以使用公共的跳时序列占用信道并且相互交换数据的第一竞争访问时段，其中预定节点能够使用唯一的跳时序列单独传输数据的无竞争(freecompetition)时段，其中每个节点与其它节点竞争以使用公共的跳时序列占用信道并且相互交换数据的第二竞争访问时段，其中每个节点与其它节点竞争以使用公共的跳时序列占用信道并且以与第二竞争访问时段相同的方法相互交换数据的第三竞争访问时段。
第一CAP由N1CAPSub个子时隙形成，并且每个子时隙中由N1CAPMini个迷你时隙(mini slot)组成。在第一CAP中，移动节点访问簇并且通过移动节点和簇头之间的数据通信将资源分配给移动节点。同时，将连接和资源分配信息发送给所有锚节点。对于在第一CAP中的数据通信，移动节点在每个子时隙执行重传延迟值选择和信道占用尝试。例如，为了尝试占用信道，移动节点从重传延迟窗口[0，2]选择重传延迟值，并且在选自第一子时隙的迷你时隙检查信道状态。这里，重传延迟值是等待尝试占用信道的迷你时隙的数量，并且迷你时隙数量是由加一到迷你时隙的数量而定义的。如果在检查信道状态后，信道没有被占用或是空闲状态，则移动节点立即发送消息，例如连接请求消息。然而，如果信道处于繁忙状态，则移动节点在第二子时隙执行相同的过程。
同时，每个节点的超级帧根据每个节点的功能具备稍稍不同的结构。首先，簇头和锚节点的超级帧结构与上述基本结构是相同的。如图4(a)所示，超级帧包括信标时隙时段、其中移动节点访问簇的第一竞争访问时段、其中簇中的所有节点执行与簇头的数据通信的第二竞争访问时段、其中簇头和锚节点执行与邻近簇的数据通信的第三竞争访问时段、以及由最大NSTMax个时隙形成的无竞争时段。当移动节点标识符序列没有被使用时，无竞争时段能够支持最大NSTMax个移动节点。此外，当移动节点使用像跳时序列的标识符序列时，无竞争时段可以支持最大NSTMax*NTHSMax个移动节点。这里，NTHSMax代表跳时序列的最大数量，这是物理层中的移动节点的标识符的方法。
图4(b)示出所有移动节点的超级帧结构。如图所示，超级帧结构包括信标时隙时段、包括第一竞争访问时段和第二竞争访问时段的两个竞争访问时段、以及由最大NSTMax个时隙形成的无竞争时段。每个移动节点包括单独地分配给每个移动节点的时隙。这意味着，在除了单独分配给移动节点本身的时隙之外的其它时隙，移动节点不必执行任何操作。因此，移动节点能够在其它时隙维持非活动状态。因此，可以提高移动节点的能量效率。
图4(c)示出第一移动节点的超级帧结构。也就是说，图4(c)示出当第一时隙被分配给第一移动节点时的超级帧结构。因此，图4(c)示出与图4(b)的超级帧结构相同的结构，除了第二时隙到第N时隙。第二时隙到第N个时隙用图4(c)中的超级帧结构非活动状态取代。类似地，如图4(d)所示，可以为分配有时隙N的N个移动节点定义超帧结构。
对于多簇环境，需要为邻近的簇分配不同的活动时段，以避免各簇之间的干扰。
图5是图示根据本发明的实施例的多簇环境中每个簇的超级帧结构的图示。也就是说，图5图示了簇的活动时段的分配。
为了方便描述，图5示例性地图示使用第一簇的非活动时段将第二簇的活动时段分配给第N簇。这里，每个簇活动时段包括信标时隙时段、第一和第二竞争访问时段、无竞争时段、以及第三竞争访问时段。基于定位消息处理过程和MAC超级帧结构，形成根据本发明的实施例的每个节点的操作。
图6是图示根据本发明的实施例的、在簇头中用于定位消息处理的方法的流程图。
首先，在步骤S601中，簇头生成信标帧，并且在超级帧启动时间的信标时隙时段中将生成的信标帧广播到簇覆盖区域。
在步骤S602中，簇头在信标时隙时段之后的第一竞争访问时段接收连接请求消息，并且通过发送连接响应消息作为连接请求消息的响应，将簇资源分配到新移动节点。为所有的新移动节点执行这种簇资源分配过程。
在步骤S603中，簇头通过为新移动节点和存在的移动节点调整簇操作状态生成簇状态信息，并且将生成的簇状态信息广播到簇中的所有节点。
然后，在步骤S604中，簇头在每个无竞争时段从每个移动节点接收相应的移动节点的位置信息(或位置数据)。也就是说，簇头在分配给相应的移动节点的时隙接收位置信息(或位置数据)。
然后，在步骤S605中，簇头在第二竞争连接时段执行与簇中的节点的数据通信。
然后，根据邻近簇的非活动时段或活动时段执行其它的操作。
在步骤S606中，如果定时器(Ts)的剩余时间(TB)小于最大簇活动时段(TAP)，则簇头不考虑邻近簇并且等待下一信标帧的信标时隙时段。这里，定时器Ts的初始设置值对应于簇头自身的信标时段。
在步骤S606中，如果定时器Ts的剩余时间(TB)大于最大簇活动时段(TAP)，则在步骤S607确定是否存在邻近簇。这里，为了确定，对于预定时间接收簇信标。也就是说，如果对于预定时间接收的帧是信标帧并且如果相应的接收的帧是有效帧，则确定存在邻近簇。
在步骤S608中，如果对于预定时间没有接收到包含信标帧的任何帧，则确定不存在邻近簇。然后，在步骤S609中，为簇活动时段保持睡眠状态，并且通过执行步骤S606确认剩余时间。
在步骤S608中，如果确定存在邻近簇，则在步骤S610中接收对应于接收的信标的邻近簇的状态信息。
然后，确认相应的邻近簇的无竞争时段TCFP、第二竞争访问时段T2CAP、第三竞争访问时段T3CFP。在步骤S611中，睡眠状态持续(TCFP+T2CAP)。在步骤S612中，在T3CFP期间簇头与邻节点交换数据。在T3CFP结束后，通过执行步骤S606确认定时器TS的剩余时间。
根据剩余时间，簇头与新搜索的邻近簇节点重复发送和接收数据。因此，簇头在T3CFP时段中通过路由方案经过邻簇节点将接收的移动节点的位置信息(位置数据)发送到宿节点或应用服务器。
图7是图示根据本发明的实施例的、在锚节点中用于定位消息处理的方法的流程图。
锚节点基于信标帧的接收时间与簇头初始同步。在信标时隙锚节点可以接收簇头的信标帧。在根据超级帧结构接收信标帧的情况下开始锚节点的操作。
首先，在步骤S701中，锚节点在预定的时间间隔(例如，时隙(TS)间隔)检查信道状态。在步骤S702中，锚节点确定接收电平是否高于阈值。在步骤S703中，锚节点确定高于阈值的接收电平是否是有效帧。在步骤S704中，如果高于阈值的接收电平是有效的，则锚节点接收信标帧。如果接收电平没有高于阈值或如果高于阈值的接收电平不是有效的，则执行步骤S701。
在步骤S705中，通过将自身簇的簇ID与接收的信标帧的簇ID比较，锚节点确定接收的信标帧是否是包括该锚节点的自身簇的信标帧。
在步骤S706中，如果锚节点确定接收的信标帧的簇ID(IDaCLH)是自身簇的ID，则锚节点通过在第一竞争访问时段接收连接响应消息，获得关于分配到访问簇头的新移动节点的资源的信息。关于分配的资源的信息包括移动节点ID、跳时序列、分配的时隙和锚节点ID列表。
然后，在步骤S707中，锚节点通过接收从簇头发送的簇状态信息消息获得簇状态信息。
然后，在步骤S708中，锚节点在作为无竞争时段的每个NTS时隙测量到移动节点的距离。
然后，在步骤S709中，锚节点在第二竞争访问时段T2CAP与簇中的所有节点交换数据(如管理信息和感测数据)。
在步骤S710中，锚节点在第三竞争访问时段T3CAP与簇头和邻簇节点交换数据，以发送从簇头发送的移动节点位置信息(或移动节点位置数据)到宿节点或应用服务器。
在步骤S711中，如果锚节点确定接收的信标帧的簇ID(IDaCLH)不是自身簇的ID，则锚节点接收作为邻近簇的相应簇IDaCLH的状态信息。在步骤S712中，锚节点计算并且确认时间范围(如相应簇IDaCLH的剩余访问时段)，也就是说，无竞争时段TCFP、第二竞争访问时段T2CAP和第三竞争访问时段T3CAP。这些计算的值应用为用于支持锚节点操作的相关时间值。
在步骤S713中，锚节点在(TCFP+T2CAP)的持续时间保持睡眠状态，其是用于锚节点和邻近簇中的节点之间的数据通信的时间方向。
在步骤S710中，当邻近簇的第三竞争访问时段开始时，为了与簇通信(如发送移动节点位置信息(或移动节点位置数据))，锚节点在T3CAP的时间参与数据交换。
在T3CAP时间结束后，锚节点基于超级帧的信标时段和安排的时间重复执行定位消息发送过程。
图8是图示根据本发明的实施例的、在移动节点中用于定位消息处理的方法的流程图。
像锚节点一样，基于接收信标帧的时间，移动节点与簇头初始同步。因此，移动节点能够在信标时隙接收簇头的信标帧。当移动节点根据超级帧结构接收信标帧时，移动节点的操作开始操作。如果移动节点没有访问到任何簇，也就是说，当移动节点初始操作时，则因为移动节点不知道任何簇信息，所以移动节点仅具有自身的时钟。因此，移动节点连续地检查信道用于接收信标帧。
首先，在步骤S801中，移动节点从簇头接收信标帧，并且在步骤S802中，基于在接收的信标中包括的簇ID，确定接收的信标帧是否是包括该移动节点的自身簇的信标帧。
如果接收的信标帧包括该移动节点的自身簇的信标帧，则执行步骤S804。如果不是，也就是说，在进入到新簇的情况下，在步骤S803中，移动节点执行簇连接请求和资源分配过程。这里，在簇连接请求中，移动节点根据预定介质访问方法占用无线信道并且发送连接请求消息到簇头以请求簇连接。在簇资源的分配中，为了分配节点ID、跳时序列和时隙，簇头发送连接响应消息到移动节点作为对簇连接请求的响应。
在步骤S804中，移动节点从簇头接收簇状态消息。也就是说，移动节点可以通过接收在第一竞争访问时段结束时从簇头广播的簇状态信息消息，获得簇状态信息。
在步骤S805中，基于接收的簇状态信息，移动节点计算从当前时间到分配的时隙的开始时间的时间间隔TSF和从分配的时隙的结束时间到无竞争访问时段的结束时间的时间间隔TSS。这些值用作支持移动节点的操作的定时器的设置值。
首先，根据从当前时间到分配时隙的开始时间的时间间隔TSF执行处理。如果TSF大于0，也就是说，在步骤S806中如果分配的时隙不是第一个，则在步骤S807中移动节点在TSF时间为能量效率操作维持睡眠状态，并且在步骤S808中移动节点测量到锚节点的距离。也就是说，在步骤S809中，当移动节点顺序地接收与到所有锚节点的距离相关的参数并且通过计算距离数据收集所有距离测量值时，移动节点使用自身的位置数据计算位置信息，并且发送计算的位置信息或自身的位置数据到簇头。这种位置信息发送步骤在分配到移动节点自身的时隙时段执行。
根据从分配的时隙的结束时间到无竞争访问时段的结束时间的时间间隔TSS值执行处理。如果TSS值大于0，也就是说，在步骤S810中分配的时隙不是最后一个，则在步骤S811中移动节点为了能量效率操作在剩余无竞争时段维持睡眠状态。然后，执行在步骤S812。然而，如果TSS值是0，也就是说，在步骤S810中分配最后的时隙，则随后时段是第二竞争访问时段。因此，在步骤S812中移动节点执行数据通信，例如在T2CAP与簇中的节点交换必要的消息。
当第二竞争访问时段结束时，在步骤S813中移动节点为能量效率操作在信标时间TB的剩余时间维持睡眠状态。当信标定时器结束时，移动节点从睡眠状态被唤醒到活动状态以接收新的信标信号。
移动节点根据超级帧结构重复定位消息处理的方法。
如上所述，尽管移动节点在预定区域连续地移动，尽管存在多个移动节点，或者尽管多个移动节点同时移动，根据本实施例的定位消息处理的方法也能够测量到每个锚节点的距离。此外，即使在具有预定移动速度的移动环境或具有多个移动节点的环境中，根据本实施例的用于定位消息处理的方法能够准确识别移动节点位置，因为尽管在多个移动节点的距离测量同步执行时出现冲突，但不产生消息重传或重传延迟。
根绝本发明的上述方法能够作为程序实施并且存储在计算机可读记录介质上。计算机可读记录介质是能够存储数据的任何数据存储装置，所述数据此后可以由计算机系统读取。计算机可读记录介质包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、软盘、硬盘和光磁盘。
本申请包括在2008年9月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请2008-0093729的主题，在此通过引用并入其全部内容。
尽管已经关于具体的实施例描述了本发明，但本领域技术人员显而易见的是，可以进行各种改变和修改而不超出如权利要求所定义的本发明的精神和范围。

Claims (26)

1.一种用于定位消息处理的方法，包括：
分配簇资源，用于识别移动节点的位置；
通过为所述移动节点确定簇操作状态来设置每个节点的操作；
测量所述移动节点到每个锚节点之间的距离；以及
识别所述移动节点的位置，
其中所述设置每个节点的操作包括：
在簇头，为所有连接的移动节点确定簇操作状态；
在所述簇头，发送簇状态信息到相应簇中的每个节点，用于共享所述簇状态信息；并且
在所述相应簇中的每个节点，接收所述簇状态信息并且设置和更新接收的簇状态信息作为用于操作的控制条件，
所述簇操作状态包括：移动节点的分配时隙改变、移动节点的分配时隙恢复、移动节点的位置信息更新间隔、第二竞争访问时段(CAP)的持续时间、以及第三竞争访问时段(CAP)的持续时间；
每个移动节点单独地使用无竞争时段中分配给每个移动节点的时隙来执行所述测量距离，在多个移动节点的情况下，通过使用分配给每个移动节点自身的唯一跳时序列同时执行所述测量距离。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述确定簇操作状态中，所述簇头根据所述移动节点的数目改变和恢复指定时隙，根据所述移动节点的移动性等级改变所述移动节点的位置信息更新频率，并且改变关于第二竞争访问时段(CAP)和第三竞争访问时段(CAP)的时间信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述发送簇状态信息中，所述簇头发送簇状态信息到所述相应簇的每个节点和邻近簇节点，用于共享所述簇状态信息。
4.如权利要求3所述的方法，其中在所述发送簇状态信息中，所述簇头在所述确定簇状态信息中生成确定的簇状态信息作为簇状态信息消息，并且广播生成的簇状态信息消息。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述测量距离包括：
在所述移动节点，请求每个锚节点同时测量距离；
顺序地从每个锚节点接收距离测量数据；并且
使用接收的距离测量数据测量从所述移动节点到每个锚节点的距离。
6.如权利要求5所述的方法，其中在所述请求每个锚节点中，所述移动节点使用多播方案发送测距请求消息到相应簇中的每个锚节点。
7.如权利要求5所述的方法，其中在所述接收距离测量数据中，所述移动节点根据锚节点ID列表的顺序从每个锚节点接收测距响应消息和测距参数消息。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述测量距离在分配给所述移动节点的专用时隙时段中执行。
9.如权利要求5所述的方法，其中在所述请求每个锚节点中，在多个移动节点的情况下，多个移动节点的每个使用分配给每个移动节点自身的唯一跳时序列请求每个锚节点测量距离。
10.如权利要求5所述的方法，其中在所述接收距离测量数据中，每个移动节点使用公共的跳时序列接收由锚节点提供的测距响应消息和测距参数。
11.如权利要求10所述的方法，其中锚节点使用多播方案来发送测距响应消息和测距参数消息到每个移动节点。
12.如权利要求5所述的方法，其中在所述识别位置时，所述移动节点使用包括锚节点的测量距离和位置信息的位置数据计算位置信息。
13.如权利要求5所述的方法，其中在所述的识别移动节点的位置中，所述移动节点使用包括锚节点的测量距离和位置信息的位置数据计算位置信息，并且将计算的位置信息发送到上游节点。
14.如权利要求5所述的方法，其中在所述识别移动节点的位置中，所述移动节点发送锚节点的测量距离和位置信息到上游节点以计算位置信息。
15.如权利要求5所述的方法，其中所述分配簇资源包括：
在簇头，广播信标帧；
在所述移动节点，使用广播的信标帧的信息确认当前簇区域；
在所述移动节点，基于竞争连接到所述簇头；并且
在所述簇头，分配簇资源以支持所述移动节点的定位。
16.如权利要求15所述的方法，其中由所述簇头广播的所述信标帧包括簇ID、簇头ID、信标间隔、活动时段、第一竞争访问时段(CAP)和关于是否允许移动节点访问的信息。
17.如权利要求15所述的方法，其中在所述连接到所述簇头中，所述移动节点通过发送连接请求消息到所述簇头来请求连接，其中所述连接请求消息包括簇ID、簇头ID和移动性等级。
18.如权利要求17所述的方法，其中在所述连接到所述簇头中，通过在竞争访问时段的每个子时隙中选择的重传延迟值，为基于竞争的连接执行信道占用尝试。
19.如权利要求15的所述方法，其中在所述分配簇资源中，所述簇头发送连接响应消息到所述移动节点和相应簇中的所有锚节点，其中所述连接响应消息包括节点ID、时隙号、跳时序列和锚节点ID列表。
20.如权利要求15的所述方法，其中所述簇头和锚节点具有超级帧结构，并且所述超级帧结构包括：
用于发送信标帧的信标时隙时段；
第一竞争访问时段，用于由每个节点使用公共的跳时序列通过竞争地尝试占用信道进行数据通信；
无竞争时段，其中预定节点使用唯一的跳时序列执行专用的数据通信；
第二竞争访问时段，其中每个节点使用公共的跳时序列竞争地尝试占用信道；
第三竞争访问时段，其中每个节点使用公共的跳时序列竞争地尝试占用信道；以及
非活动时段，其中每个节点维持睡眠状态。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述第一竞争访问时段由多个子时隙形成，并且每个子时隙由多个迷你时隙形成。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述无竞争时段由多个时隙形成，并且每个时隙由多个子时隙形成。
23.如权利要求5所述的方法，其中所述移动节点具有超级帧结构，并且所述超级帧结构包括：
信标时隙时段，其中发送信标帧；
第一竞争访问时段，其中每个节点通过使用公共的跳时序列竞争地尝试占用信道执行数据通信；
无竞争时段，其中移动节点使用用于所述移动节点的定位的唯一的跳时序列执行专用的数据通信；
第二竞争访问时段，其中每个节点通过使用公共的跳时序列竞争地尝试占用信道执行数据通信；以及
非活动时段，其中每个节点维持睡眠状态。
24.一种用于簇头的定位消息处理的方法，包括：
在所述簇头，在信标时隙时段中生成并且广播信标帧；
在所述簇头，在第一竞争访问时段中分配簇资源到新的移动节点；
在所述簇头，通过为所有移动节点控制簇操作状态，在所述第一竞争访问时段中广播簇状态信息包含：
在簇头，为所有连接的移动节点确定簇操作状态，并且
在所述簇头，发送簇状态信息到相应簇中的每个节点，用于共享所述簇状态信息；
在所述簇头，将无竞争时段中的相应时隙分别分配给相应的移动节点从而每个移动节点单独地使用无竞争时段中分配给每个移动节点的相应时隙来执行测量距离，在无竞争时段中的相应时隙从每个相应的移动节点接收位置信息或位置数据；并且
在所述簇头，在第二和第三竞争访问时段中发送位置信息或位置数据到其它节点；
所述簇操作状态包括：移动节点的分配时隙改变、移动节点的分配时隙恢复、移动节点的位置信息更新间隔、第二竞争访问时段(CAP)的持续时间、以及第三竞争访问时段(CAP)的持续时间。
25.一种用于锚节点的定位消息处理的方法，包括：
在所述锚节点，通过检查信道状态接收信标帧；
在所述锚节点，确定接收的信标帧是否是所述锚节点所属的本身簇的信标；
在所述锚节点，如果接收的信标帧是所述锚节点所属的本身簇的信标，则通过在第一竞争访问时段中获得簇头资源分配信息和簇状态信息以及在第二和第三竞争访问时段中交换数据，支持在每个无竞争时段中测量到每个相应的移动节点的距离；并且
在所述锚节点，如果接收的信标帧不是所述锚节点所属的本身簇的信标，则通过确认邻近簇的剩余访问时段，在第三竞争访问时段中接收邻近簇状态信息以及交换数据，
其中，无竞争时段包括多个时隙，无竞争时段中的时隙被分别分配给相应的移动节点，从而每个移动节点单独地使用无竞争时段中分配给每个移动节点的时隙来执行测量距离，锚节点在每个移动节点能够单独使用的时隙中测量到每个相应的移动节点的距离。
26.一种用于移动节点的定位消息处理的方法，包括：
在所述移动节点，从簇头接收信标帧，并且确定接收的信标帧是否是所述移动节点所属的自己簇的信标；
在所述移动节点，如果接收的信标帧是所述移动节点所属的自己簇的信标，则从所述簇头接收簇状态信息并且确认时间间隔；
在所述移动节点，如果接收的信标帧是新簇的信标，则执行簇连接请求和资源分配，从簇头接收簇状态信息，并且确认时间间隔；以及
在所述移动节点，在分配给所述移动节点的无竞争时段中，测量到锚节点的距离，并且发送位置信息或位置数据到所述簇头，
其中，无竞争时段包括多个时隙，无竞争时段中的时隙被分别分配给相应的移动节点，从而每个移动节点单独地使用无竞争时段中分配给每个移动节点的时隙来执行测量距离。
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