隨著無線電技術(shù)的迅猛發(fā)展,定位服務(wù)越來越受到人們的歡迎。定位主要分為室外定位和室內(nèi)定位兩種。室內(nèi)是人們生活時(shí)間最長的場(chǎng)所,研究室內(nèi)定位有非常廣泛的應(yīng)用前景。但室內(nèi)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,既要克服環(huán)境帶來的多徑效應(yīng),又要滿足相對(duì)狹小空間對(duì)定位精度的要求。當(dāng)前基于WiFi的位置指紋定位技術(shù)由于無需增加額外的硬件設(shè)備、AP覆蓋廣等特點(diǎn)受到眾多學(xué)者的關(guān)注。本文借鑒其優(yōu)點(diǎn),研究信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng),重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)中接收機(jī)個(gè)數(shù)及位置進(jìn)行優(yōu)化研究,主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)建立的信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析了定位系統(tǒng)的工作原理及室內(nèi)干擾因素對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的影響。針對(duì)室內(nèi)干擾因素對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的波動(dòng)影響及保證定位精度節(jié)約定位成本的要求下,建立了接收機(jī)個(gè)數(shù)及位置優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。以增大接收機(jī)與參考點(diǎn)之間的歐氏距離為依據(jù),優(yōu)化接收機(jī)的位置;以全覆蓋被測(cè)范圍為原則,確定接收機(jī)的個(gè)數(shù)。其次,為克服標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥算法搜索能力差、收斂速度慢等缺點(diǎn),提出了采用改進(jìn)布谷鳥算法對(duì)接收機(jī)位置進(jìn)行尋優(yōu)的算法。利用非線性反正切函數(shù)對(duì)步長因子和隨機(jī)游動(dòng)系數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。通過標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試函數(shù)對(duì)改進(jìn)的算法進(jìn)行了仿真測(cè)試,結(jié)果表明,改進(jìn)的布谷鳥算法的尋優(yōu)能力和收... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng)中接收機(jī)個(gè)數(shù)及位置的優(yōu)化研究8（2）采集節(jié)點(diǎn)采集節(jié)點(diǎn)主要由接收機(jī)和嵌入式控制器組成。它的主要作用是充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，接入無線網(wǎng)絡(luò)，接收服務(wù)器發(fā)送的指令，采集信號(hào)源的信號(hào)強(qiáng)度，并將采集的數(shù)據(jù)處理后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器。（3）無線路由無線路由借助于路由器功能實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)中的Internet連接共享。為室內(nèi)無線電信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng)提供一個(gè)無線局域網(wǎng)，為服務(wù)器和采集節(jié)點(diǎn)分配IP地址，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與采集節(jié)點(diǎn)的通信連接。（4）服務(wù)器服務(wù)器是信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng)的主要部分，它不僅負(fù)責(zé)連接無線電網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置采集節(jié)點(diǎn)的參數(shù)、發(fā)送采集指令，還為用戶提供計(jì)算服務(wù)，存儲(chǔ)和處理相關(guān)數(shù)據(jù)等工作。2.1.2信號(hào)源位置指紋定位的基本原理信號(hào)源位置指紋定位系統(tǒng)與傳統(tǒng)的位置指紋定位系統(tǒng)的工作原理基本相似。在定位空間中，利用信號(hào)強(qiáng)度與物理位置的關(guān)聯(lián)信息構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫，并將待測(cè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度與之前建立的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息匹配，找出相似度最大的位置點(diǎn)作為定位點(diǎn)。具體可以將定位過程分為兩個(gè)階段，離線階段(訓(xùn)練階段）和在線階段[36,37]。其主要原理圖如2.2。(?,?)(x,y)12(,)mrssrssrss11121(,)mrssrssrss11(x,y)22(x,y)21222(,)mrssrssrss12(,)nnnm(,)rssrssrssnnxy圖2.2信號(hào)源位置指紋定位原理圖

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文17（a）兩個(gè)接收機(jī)定位情況（b）三個(gè)接收機(jī)定位情況圖2.6不同接收機(jī)個(gè)數(shù)的定位情況根據(jù)接收機(jī)個(gè)數(shù)優(yōu)化理論的描述，每個(gè)參考點(diǎn)需要至少被三個(gè)接收裝置有效覆蓋，才能滿足定位需求。當(dāng)隨著定位空間增大，三個(gè)接收端可能無法保證覆蓋所有參考點(diǎn)，就需要考慮增加接收機(jī)的個(gè)數(shù)。因此，以保證區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)都能夠被至少三個(gè)接收機(jī)覆蓋為依據(jù)，合理選擇接收機(jī)的個(gè)數(shù)。2.4接收機(jī)個(gè)數(shù)及位置的優(yōu)化模型通過2.3節(jié)的理論可知，接收機(jī)的位置優(yōu)化可以通過增大參考點(diǎn)之間的歐式距離；接收機(jī)的個(gè)數(shù)可以通過定位空間是否被至少三個(gè)接收機(jī)有效覆蓋確定。因此，接收機(jī)建立的數(shù)學(xué)模型主要有兩個(gè)方面，一是位置的優(yōu)化模型，二是個(gè)數(shù)的優(yōu)化模型。模型匯總步驟如下：步驟1：確定接收機(jī)位置。首先需要根據(jù)定位空間，確定參考點(diǎn)位置及個(gè)數(shù)n，接收機(jī)個(gè)數(shù)m。初始時(shí)，將m設(shè)為3。建立的數(shù)學(xué)模型如式（2.19）到（2.24）。12fmax(ff)（2.19）21111()ikjknnmiijkfrssrssn（2.20）22111()1inifLfn（2.21）21,1()iikjknmjjikLrssrss（2.22）22000()()10lg(()()/)ikikikrssdrssdnxxyyd（2.23）


本文編號(hào)：2946833