WLAN室內(nèi)定位中動(dòng)態(tài)無線電地圖建立算法研究.pdf

1、無線通信的高速演進(jìn)，使得具有感知和計(jì)算能力的終端設(shè)備具有了移動(dòng)性，這也促進(jìn)了基于現(xiàn)有通信設(shè)備的位置服務(wù)的發(fā)展，以滿足用戶不斷變換場(chǎng)景的需求。為了支持位置服務(wù)的交互性，準(zhǔn)確、可信、實(shí)時(shí)的用戶位置信息是必需的。然而，對(duì)于基于信號(hào)強(qiáng)度的無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）室內(nèi)定位，一個(gè)關(guān)鍵的問題是接收信號(hào)強(qiáng)度（Received Signal Strength，RSS）由于復(fù)雜的室內(nèi)傳播環(huán)境而具有的不確

2、定性，導(dǎo)致無線電地圖（Radio Map）建立的不準(zhǔn)確。大部分定位算法都假設(shè)定位中環(huán)境未發(fā)生改變，而實(shí)際情況并非如此。
　　針對(duì)RSS隨無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化而改變，進(jìn)而導(dǎo)致定位精度下降的問題，提出具有無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境適應(yīng)性的動(dòng)態(tài)Radio Map建立方法。該方法充分考慮接收信號(hào)強(qiáng)度值隨時(shí)間和空間的動(dòng)態(tài)變化性，而不需要耗費(fèi)人力、物力重新建立Radio Map，可有效降低室內(nèi)定位的開銷。具體包括以下幾個(gè)問題：
　　首先，分析并比較了W

3、LAN室內(nèi)定位系統(tǒng)中靜態(tài)Radio Map建立的兩種方法：無線傳播模型法和基于位置指紋的方法，以及常見的位置指紋定位算法：加權(quán)K近鄰法、概率法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。指出不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景，為后續(xù)研究奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　其次，針對(duì)靜態(tài)Radio Map無法適應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境變化的缺陷，提出動(dòng)態(tài)Radio Map建立方法。該方法在靜態(tài)Radio Map的基礎(chǔ)上，離線階段訓(xùn)練出少量校準(zhǔn)點(diǎn)與每個(gè)參考點(diǎn)的RSS值對(duì)應(yīng)模型關(guān)系，然后在線階

4、段通過校準(zhǔn)點(diǎn)處采集信號(hào)來預(yù)測(cè)參考點(diǎn)的值，進(jìn)而完成動(dòng)態(tài)Radio Map的重構(gòu)。通過實(shí)驗(yàn)仿真，分析了模型中隱層數(shù)和校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)的重要性并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Radio Map的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　最后，為了進(jìn)一步精簡(jiǎn)動(dòng)態(tài)Radio Map模型，采用Fisher準(zhǔn)則衡量不同無線接入點(diǎn)（Access Point，AP）的位置分辨能力，并進(jìn)行選擇。目的是去除冗余AP信息，降低定位算法的計(jì)算復(fù)雜度。通過理論分析和性能仿真，驗(yàn)證該方法的有效性，并對(duì)