隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,定位技術(shù)逐漸走進人們的生活,為人們的出行提供了便利的服務(wù)。在室內(nèi)環(huán)境中,各種興起的室內(nèi)定位系統(tǒng)逐漸成為人們不可或缺的導(dǎo)航工具。其中,基于位置指紋的室內(nèi)定位技術(shù)由于其無需額外的設(shè)備以及操作簡單等優(yōu)點受到了人們的廣泛關(guān)注。為了提高指紋定位系統(tǒng)的定位精度以滿足人們多樣的服務(wù)需求,專家學(xué)者們通過提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和改進定位算法,卻很少關(guān)注與研究環(huán)境中無線信號接入點(Access Point,AP)的布局問題。本文主要研究在室內(nèi)定位系統(tǒng)中如何實現(xiàn)AP的自適應(yīng)布局,以提高系統(tǒng)的定位精度。首先,使用一種新的方法確定室內(nèi)信號傳播模型。在室內(nèi)場景中,等間距設(shè)定多個采樣點采集信號強度信息,并使用最小二乘法擬合信號衰減因子。其中,當(dāng)采樣點和AP之間不存在障礙物時,使用對數(shù)衰減模型;當(dāng)采樣點和AP之間存在障礙物時,對障礙物的信號穿透損失進行測試,并使用權(quán)重分配的方法確定信號衰減模型。其次,使用循環(huán)覆蓋法確定環(huán)境中布放AP的數(shù)目。本文提出了有效覆蓋區(qū)域的概念以及有效覆蓋參考點(Reference Points,RPs)的概念,然后使用循環(huán)覆蓋法實現(xiàn)環(huán)境中所有參考點的完全有效覆蓋,接著使用最大概率的方法確定環(huán)境中需要布放AP的數(shù)目以及其初始的位置。再次,建立了自適應(yīng)AP布局?jǐn)?shù)學(xué)模型。本文基于信號傳播模型構(gòu)建仿真指紋數(shù)據(jù)庫,然后使用參考點間的信號歐氏距離計算參考點的區(qū)分度值,進而建立指紋數(shù)據(jù)庫區(qū)分度函數(shù)作為自適應(yīng)AP布局的數(shù)學(xué)模型。接著,使用臨近-貪婪算法實現(xiàn)AP自適應(yīng)布局。本文依據(jù)環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境信息矩陣,并基于AP位置的初步選擇和信號傳播模型實現(xiàn)仿真指紋庫的構(gòu)建,接著使用臨近-貪婪算法依次實現(xiàn)單個AP的局部布局最優(yōu),直至指紋庫區(qū)分度值達到最大化,實現(xiàn)AP的自適應(yīng)布局。而且基于上述的算法,本文實現(xiàn)了自適應(yīng)AP布局軟件的設(shè)計。最后,本文使用藍牙室內(nèi)定位系統(tǒng)搭建實驗平臺,在測試環(huán)境中對本文提出的自適應(yīng)AP布局算法進行仿真實驗。通過和經(jīng)驗布局方法、改進遺傳算法布局方法進行對比與實驗分析,實驗結(jié)果表明本文提出的算法不僅收斂速度快、復(fù)雜度低,而且還提高了系統(tǒng)的定位精度。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN92;TP301.6
【部分圖文】：

獲得圖中環(huán)境的屬性數(shù)目遍歷屬性，得到墻體屬性的長寬，中心點坐標(biāo)，更新二維矩陣遍歷屬性，得到空間屬性的長寬，中心點坐標(biāo)，更新二維矩陣結(jié)束得到環(huán)境信息矩陣圖 3.16 環(huán)境信息矩陣構(gòu)建過程AP 數(shù)目確定P 數(shù)目確定主要是基于環(huán)境信息矩陣以及有效覆蓋區(qū)域，使用循環(huán)覆蓋法.17 所示為 AP 數(shù)目確定的部分代碼。

圖 3.18 AP 自適應(yīng)布局的部分代碼3.8 本章小結(jié)本章首先介紹了自適應(yīng) AP 布局的算法，主要包括室內(nèi)信號傳播模型的建立、目標(biāo)環(huán)境中 AP 數(shù)目的確定，自適應(yīng) AP 布局?jǐn)?shù)學(xué)模型的建立以及臨近-貪婪算法實現(xiàn) AP 布局。其中，針對室內(nèi)信號傳播模型的建立，本文在目標(biāo)環(huán)境中采集數(shù)據(jù)，并基于對數(shù)路徑衰減模型使用最小二乘法擬合信號衰減因子。針對信號傳播中存在的障礙物，本文對常見的幾種障礙物進行了信號穿透損失測試，得到信號穿透障礙物的損耗。然后在確定環(huán)境中 AP 數(shù)目的環(huán)節(jié)中，提出了 AP 有效覆蓋區(qū)域的概念并使用循環(huán)覆蓋法使得參考點完全有效覆蓋，接著采用最大概率的方式確定 AP 的數(shù)目。在建立自適應(yīng) AP 布局?jǐn)?shù)學(xué)模型的環(huán)節(jié)中，使用信號傳播模型構(gòu)建仿真指紋庫，然后基于參考點間信號的歐式距離，構(gòu)建指紋庫區(qū)分度函數(shù)，確定自適應(yīng) AP 布局?jǐn)?shù)學(xué)模型。接著，在實現(xiàn) AP 的自適
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本文編號：2883152