隨著無線電技術的迅猛發(fā)展,定位服務越來越受到人們的歡迎。定位主要分為室外定位和室內定位兩種。室內是人們生活時間最長的場所,研究室內定位有非常廣泛的應用前景。但室內環(huán)境相對復雜,既要克服環(huán)境帶來的多徑效應,又要滿足相對狹小空間對定位精度的要求。當前基于WiFi的位置指紋定位技術由于無需增加額外的硬件設備、AP覆蓋廣等特點受到眾多學者的關注。本文借鑒其優(yōu)點,研究信號源位置指紋定位系統(tǒng),重點對系統(tǒng)中接收機個數(shù)及位置進行優(yōu)化研究,主要內容如下:首先,根據(jù)建立的信號源位置指紋定位系統(tǒng)結構,分析了定位系統(tǒng)的工作原理及室內干擾因素對信號強度的影響。針對室內干擾因素對信號強度的波動影響及保證定位精度節(jié)約定位成本的要求下,建立了接收機個數(shù)及位置優(yōu)化的數(shù)學模型。以增大接收機與參考點之間的歐氏距離為依據(jù),優(yōu)化接收機的位置;以全覆蓋被測范圍為原則,確定接收機的個數(shù)。其次,為克服標準布谷鳥算法搜索能力差、收斂速度慢等缺點,提出了采用改進布谷鳥算法對接收機位置進行尋優(yōu)的算法。利用非線性反正切函數(shù)對步長因子和隨機游動系數(shù)進行改進。通過標準的測試函數(shù)對改進的算法進行了仿真測試,結果表明,改進的布谷鳥算法的尋優(yōu)能力和收... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

信號源位置指紋定位系統(tǒng)結構圖

信號源位置指紋定位系統(tǒng)中接收機個數(shù)及位置的優(yōu)化研究8（2）采集節(jié)點采集節(jié)點主要由接收機和嵌入式控制器組成。它的主要作用是充當網(wǎng)絡節(jié)點，接入無線網(wǎng)絡，接收服務器發(fā)送的指令，采集信號源的信號強度，并將采集的數(shù)據(jù)處理后通過無線網(wǎng)絡傳輸給服務器。（3）無線路由無線路由借助于路由器功能實現(xiàn)無線網(wǎng)絡中的Internet連接共享。為室內無線電信號源位置指紋定位系統(tǒng)提供一個無線局域網(wǎng)，為服務器和采集節(jié)點分配IP地址，實現(xiàn)服務器與采集節(jié)點的通信連接。（4）服務器服務器是信號源位置指紋定位系統(tǒng)的主要部分，它不僅負責連接無線電網(wǎng)絡，設置采集節(jié)點的參數(shù)、發(fā)送采集指令，還為用戶提供計算服務，存儲和處理相關數(shù)據(jù)等工作。2.1.2信號源位置指紋定位的基本原理信號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，利用信號強度與物理位置的關聯(lián)信息構建指紋數(shù)據(jù)庫，并將待測點的信號強度與之前建立的數(shù)據(jù)庫進行信息匹配，找出相似度最大的位置點作為定位點。具體可以將定位過程分為兩個階段，離線階段(訓練階段）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信號源位置指紋定位原理圖

河北工業(yè)大學碩士學位論文17（a）兩個接收機定位情況（b）三個接收機定位情況圖2.6不同接收機個數(shù)的定位情況根據(jù)接收機個數(shù)優(yōu)化理論的描述，每個參考點需要至少被三個接收裝置有效覆蓋，才能滿足定位需求。當隨著定位空間增大，三個接收端可能無法保證覆蓋所有參考點，就需要考慮增加接收機的個數(shù)。因此，以保證區(qū)域內任意一點都能夠被至少三個接收機覆蓋為依據(jù)，合理選擇接收機的個數(shù)。2.4接收機個數(shù)及位置的優(yōu)化模型通過2.3節(jié)的理論可知，接收機的位置優(yōu)化可以通過增大參考點之間的歐式距離；接收機的個數(shù)可以通過定位空間是否被至少三個接收機有效覆蓋確定。因此，接收機建立的數(shù)學模型主要有兩個方面，一是位置的優(yōu)化模型，二是個數(shù)的優(yōu)化模型。模型匯總步驟如下：步驟1：確定接收機位置。首先需要根據(jù)定位空間，確定參考點位置及個數(shù)n，接收機個數(shù)m。初始時，將m設為3。建立的數(shù)學模型如式（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：2946833