發(fā)布時(shí)間：2017-05-04 20:04

  本文關(guān)鍵詞：基于局部嵌入算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的WLAN室內(nèi)定位算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在很多領(lǐng)域,在數(shù)據(jù)處理上出現(xiàn)了維數(shù)災(zāi)難,大量的高維數(shù)據(jù)使得計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理上變得復(fù)雜,包括機(jī)器學(xué)習(xí),數(shù)據(jù)處理,模式識(shí)別,中心計(jì)算等等。室內(nèi)WLAN的定位算法在離線定位中儲(chǔ)存的Radio Map數(shù)據(jù)由于維數(shù)過多,在不需要整張地圖,需要實(shí)時(shí)更新的情況下,數(shù)據(jù)量過于龐大成為了實(shí)時(shí)下載的難題。首先,本文研究了一個(gè)局部線性嵌入算法(LLE),作為一個(gè)非監(jiān)督算法,它能發(fā)掘嵌入在高維數(shù)據(jù)中內(nèi)部的低維流形結(jié)構(gòu),而這種算法作為一個(gè)局部算法,能保持局部近鄰不變性。首先是鄰域點(diǎn)的選取,通過選取的鄰域點(diǎn)構(gòu)造樣本點(diǎn),這種映射關(guān)系是建立在局部線性重構(gòu)的假設(shè)基礎(chǔ)上的,通過導(dǎo)出重構(gòu)權(quán)值矩陣,并且最后的實(shí)際計(jì)算低維嵌入結(jié)果變成求解一個(gè)稀疏矩陣的特征值和特征向量問題。顯然,LLE算法對(duì)于嵌入在高維數(shù)據(jù)內(nèi)部的低維流形的降維易于實(shí)現(xiàn)。本文先后研究了LLE算法的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)現(xiàn)過程,并通過一些改進(jìn)使得算法呈現(xiàn)更好的降維效果。進(jìn)而,通過仿真展示了LLE算法對(duì)于三維數(shù)據(jù)中嵌入的二維流形的降維效果,并對(duì)該算法參數(shù)變化進(jìn)行了仿真。其次,本文針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸量大的問題,提出了一種在發(fā)送端利用BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行壓縮,之后保存權(quán)值,在終端重構(gòu)數(shù)據(jù)的方法,大大減少了在實(shí)時(shí)傳輸中的數(shù)據(jù)量,保證了實(shí)時(shí)定位的快速有效性。首先闡述了室內(nèi)定位的基本應(yīng)用背景和研究現(xiàn)狀,采用的仿真環(huán)境是所在樓的27個(gè)AP進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)仿真,應(yīng)用的算法是目前比較通用的KNN算法,采取的核心壓縮數(shù)據(jù)方法是改進(jìn)后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對(duì)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和仿真。最后,本文針對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)輸入端的數(shù)據(jù),對(duì)實(shí)時(shí)的Radiomap圖進(jìn)行了歸一化處理和仿真參數(shù)的預(yù)先設(shè)置。仿真結(jié)果表明,在選擇合適的參數(shù)進(jìn)行仿真的情況下,相比于RAR壓縮,可以將整個(gè)Radiomap壓縮到1/2甚至是1/3的數(shù)據(jù)量,并且能在一定的壓縮程度上保持很高的穩(wěn)定性,同時(shí)能保證壓縮重構(gòu)后的數(shù)據(jù)有允許的定位精度范圍內(nèi)的有損壓縮。并針對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的合理選擇問題,應(yīng)對(duì)不同的定位環(huán)境,結(jié)合半監(jiān)督降維算法,給出最后的最優(yōu)方案。
【關(guān)鍵詞】：局部嵌入算法 半監(jiān)督算法 室內(nèi)WLAN定位 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP183;TN925.93
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究意義8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 WLAN室內(nèi)定位研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 流形學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排11-14
• 第2章WLAN室內(nèi)定位的理論基礎(chǔ)14-22
• 2.1 經(jīng)典WLAN室內(nèi)定位算法分析14-15
• 2.2 流形學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)15-18
• 2.3 現(xiàn)有的降維算法分析18-21
• 2.3.1 線性降維方法18
• 2.3.2 等距映射法18-19
• 2.3.3 局部嵌入算法19-20
• 2.3.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)壓縮法20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 局部線性嵌入算法研究22-41
• 3.1 局部嵌入算法概述22-23
• 3.2 算法理論模型分析23-30
• 3.2.1 鄰域圖的搜索和確定23-24
• 3.2.2 重構(gòu)權(quán)值矩陣的建立24-27
• 3.2.3 低維嵌入的導(dǎo)出27-30
• 3.3 算法性能仿真及分析30-40
• 3.3.1 LLE降維算法仿真30-34
• 3.3.2 參數(shù)變化對(duì)降維結(jié)果的影響34-37
• 3.3.3 基于改進(jìn)距離的局部嵌入算法分析37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 基于流形對(duì)齊和BP網(wǎng)絡(luò)的定位算法41-60
• 4.1 非監(jiān)督局部嵌入算法的局限性41-42
• 4.2 基于流形對(duì)齊的在線數(shù)據(jù)匹配仿真分析42-47
• 4.2.1 絕對(duì)坐標(biāo)法43-44
• 4.2.2 相對(duì)關(guān)系法44-45
• 4.2.3 算法比較分析和仿真結(jié)果45-47
• 4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)再降維的算法性能分析47-59
• 4.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的理論分析和建模47-50
• 4.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓縮重構(gòu)仿真分析50-57
• 4.3.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和流形對(duì)齊的改進(jìn)算法仿真分析57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果65-67
• 致謝67

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