未知環(huán)境下Wi-Fi室內定位的AP約簡算法
發(fā)布時間:2021-07-04 17:52
隨著無線網絡技術的發(fā)展,定位已成為人們日常生活中的必要需求。在室外環(huán)境中,全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)可以滿足人們的日常生活。然而在室內環(huán)境中,建筑物的遮擋使室內GPS信號變得十分微弱。近年來,考慮了經濟和實用性等因素,應用室內現(xiàn)有Wi-Fi基礎設施的指紋定位技術受到了廣泛關注。同時,這也意味著定位需要在未知環(huán)境中進行,這為定位系統(tǒng)帶來了如下兩個問題:其一是接入點(Access Point,AP)運動狀態(tài)未知,手機等移動設備開放的AP會導致由接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)構成的指紋信號的位置依賴性下降,進而影響定位精度;其二是AP數(shù)量過多,環(huán)境中過多的AP也會為指紋定位系統(tǒng)帶來不必要的存儲和計算開銷;诖,本文具體工作如下:首先,本文對移動AP為定位系統(tǒng)帶來的影響進行了詳細的理論證明。將WiFi指紋定位過程類比為信息傳播過程,同時將類比信道模擬為有色高斯噪聲信道。通過推導該有色高斯噪聲信道的容量,得到定位誤差下限,進而證明了移動AP對Wi-Fi指紋室內定位系統(tǒng)的負面影響。其次,為了解決AP運動狀態(tài)...
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 室內定位技術研究現(xiàn)狀
1.2.2 室內定位精度評估研究現(xiàn)狀
1.2.3 室內定位AP約簡研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要創(chuàng)新點
1.4 論文的組織結構
第2章 Wi-Fi指紋室內定位AP約簡的相關理論基礎
2.1 引言
2.2 Wi-Fi室內定位基本理論
2.2.1 基于TOA的定位技術
2.2.2 基于TDOA的定位技術
2.2.3 基于AOA的定位技術
2.2.4 基于信號傳播模型的定位技術
2.2.5 基于RSS位置指紋的定位技術
2.3 Wi-Fi室內定位精度評估基本理論
2.4 Wi-Fi室內定位AP約簡基本理論
2.4.1 基于AP選擇的定位數(shù)據庫約簡方法
2.4.2 基于降維算法的定位數(shù)據庫約簡方法
2.5 粗糙集基本理論
2.5.1 經典粗糙集
2.5.2 鄰域粗糙集
2.5.3 模糊粗糙集
2.6 本章小結
第3章 基于信號分布特征的移動AP約簡算法研究
3.1 引言
3.2 移動AP對定位精度影響的理論證明
3.2.1 Wi-Fi指紋室內定位過程類比模型構建
3.2.2 定位精度與信道容量關系推導
3.2.3 有色高斯噪聲信道下定位精度限求解
3.3 移動AP約簡的聯(lián)合判斷準則構建
3.3.1 基于信號分布范圍的移動AP檢測準則
3.3.2 基于信號分布離散度的移動AP檢測準則
3.3.3 移動AP檢測的聯(lián)合判斷準則
3.4 結果驗證及分析
3.4.1 測試環(huán)境搭建
3.4.2 移動AP對定位誤差下限的影響
3.4.3 移動AP檢測
3.4.4 移動AP約簡對定位性能的影響
3.5 本章小結
第4章 基于模糊粗糙集的冗余AP約簡算法研究
4.1 引言
4.2 模糊粗糙集約簡模型構建
4.2.1 定位目標區(qū)域劃分
4.2.2 模糊粗糙集構建
4.3 基于模糊信息熵的冗余AP約簡
4.4 結果驗證及分析
4.4.1 冗余AP約簡結果
4.4.2 不同冗余AP約簡算法對定位性能影響分析
4.4.3 不同約簡算法的時間復雜度
4.4.4 定位目標區(qū)域劃分數(shù)量的選擇
4.5 本章小結
第5章 結束語
5.1 主要研究工作
5.2 下一步研究計劃
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國內室內定位技術發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 閆大禹,宋偉,王旭丹,胡子燁. 導航定位學報. 2019(04)
[2]基于信號分布混合假設檢驗的Wi-Fi室內定位方法[J]. 周牧,耿小龍,謝良波,田增山,衛(wèi)亞聰. 電子與信息學報. 2018(12)
[3]Joint TDOA and AOA location algorithm[J]. Congfeng Liu,Jie Yang,Fengshuai Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2013(02)
[4]一致性繞射理論的等效邊緣電磁流法在拋物線方程中的應用[J]. 沈瑋,吳先良. 電子學報. 2007(03)
碩士論文
[1]基于UWB的室內定位關鍵技術研究[D]. 徐志鑫.南京郵電大學 2019
[2]基于多源信息感知的WLAN室內定位精度限研究[D]. 王煙濛.重慶郵電大學 2019
[3]基于藍牙技術的室內定位系統(tǒng)研究與設計[D]. 許鑫穎.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[4]基于計算機視覺的同步定位與三維建圖方法研究[D]. 李凈霖.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[5]基于紅外技術的人體位置確定的研究[D]. 崔學偉.青島科技大學 2019
[6]基于RFID信號特征的室內定位技術研究與實現(xiàn)[D]. 丁曄.南京郵電大學 2018
[7]基于Wi-Fi的位置指紋室內定位算法研究[D]. 林海龍.華東師范大學 2016
[8]基于指紋的無線室內定位中接入點選擇算法研究[D]. 沈陽.浙江大學 2014
[9]WLAN室內定位系統(tǒng)中無線信號傳播的統(tǒng)計建模與應用[D]. 梁堯.哈爾濱工業(yè)大學 2009
本文編號:3265257
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 室內定位技術研究現(xiàn)狀
1.2.2 室內定位精度評估研究現(xiàn)狀
1.2.3 室內定位AP約簡研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要創(chuàng)新點
1.4 論文的組織結構
第2章 Wi-Fi指紋室內定位AP約簡的相關理論基礎
2.1 引言
2.2 Wi-Fi室內定位基本理論
2.2.1 基于TOA的定位技術
2.2.2 基于TDOA的定位技術
2.2.3 基于AOA的定位技術
2.2.4 基于信號傳播模型的定位技術
2.2.5 基于RSS位置指紋的定位技術
2.3 Wi-Fi室內定位精度評估基本理論
2.4 Wi-Fi室內定位AP約簡基本理論
2.4.1 基于AP選擇的定位數(shù)據庫約簡方法
2.4.2 基于降維算法的定位數(shù)據庫約簡方法
2.5 粗糙集基本理論
2.5.1 經典粗糙集
2.5.2 鄰域粗糙集
2.5.3 模糊粗糙集
2.6 本章小結
第3章 基于信號分布特征的移動AP約簡算法研究
3.1 引言
3.2 移動AP對定位精度影響的理論證明
3.2.1 Wi-Fi指紋室內定位過程類比模型構建
3.2.2 定位精度與信道容量關系推導
3.2.3 有色高斯噪聲信道下定位精度限求解
3.3 移動AP約簡的聯(lián)合判斷準則構建
3.3.1 基于信號分布范圍的移動AP檢測準則
3.3.2 基于信號分布離散度的移動AP檢測準則
3.3.3 移動AP檢測的聯(lián)合判斷準則
3.4 結果驗證及分析
3.4.1 測試環(huán)境搭建
3.4.2 移動AP對定位誤差下限的影響
3.4.3 移動AP檢測
3.4.4 移動AP約簡對定位性能的影響
3.5 本章小結
第4章 基于模糊粗糙集的冗余AP約簡算法研究
4.1 引言
4.2 模糊粗糙集約簡模型構建
4.2.1 定位目標區(qū)域劃分
4.2.2 模糊粗糙集構建
4.3 基于模糊信息熵的冗余AP約簡
4.4 結果驗證及分析
4.4.1 冗余AP約簡結果
4.4.2 不同冗余AP約簡算法對定位性能影響分析
4.4.3 不同約簡算法的時間復雜度
4.4.4 定位目標區(qū)域劃分數(shù)量的選擇
4.5 本章小結
第5章 結束語
5.1 主要研究工作
5.2 下一步研究計劃
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國內室內定位技術發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 閆大禹,宋偉,王旭丹,胡子燁. 導航定位學報. 2019(04)
[2]基于信號分布混合假設檢驗的Wi-Fi室內定位方法[J]. 周牧,耿小龍,謝良波,田增山,衛(wèi)亞聰. 電子與信息學報. 2018(12)
[3]Joint TDOA and AOA location algorithm[J]. Congfeng Liu,Jie Yang,Fengshuai Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2013(02)
[4]一致性繞射理論的等效邊緣電磁流法在拋物線方程中的應用[J]. 沈瑋,吳先良. 電子學報. 2007(03)
碩士論文
[1]基于UWB的室內定位關鍵技術研究[D]. 徐志鑫.南京郵電大學 2019
[2]基于多源信息感知的WLAN室內定位精度限研究[D]. 王煙濛.重慶郵電大學 2019
[3]基于藍牙技術的室內定位系統(tǒng)研究與設計[D]. 許鑫穎.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[4]基于計算機視覺的同步定位與三維建圖方法研究[D]. 李凈霖.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[5]基于紅外技術的人體位置確定的研究[D]. 崔學偉.青島科技大學 2019
[6]基于RFID信號特征的室內定位技術研究與實現(xiàn)[D]. 丁曄.南京郵電大學 2018
[7]基于Wi-Fi的位置指紋室內定位算法研究[D]. 林海龍.華東師范大學 2016
[8]基于指紋的無線室內定位中接入點選擇算法研究[D]. 沈陽.浙江大學 2014
[9]WLAN室內定位系統(tǒng)中無線信號傳播的統(tǒng)計建模與應用[D]. 梁堯.哈爾濱工業(yè)大學 2009
本文編號:3265257
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