提高Wi-Fi室内定位系统性能的AP布局方法研究

发布时间：2017-04-20 09:05

  本文关键词：提高Wi-Fi室内定位系统性能的AP布局方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题来源于重庆国际博览中心联合中国科学院重庆绿色智能技术研究院的合作项目“智慧国博”移动会展平台系统开发。研究表明,AP的安装位置对基于Wi-Fi的位置指纹法的定位精度有较大的影响。本论文根据现场测试结果建立了RSS模型和位置指纹法定位的理论模型,提出了指纹库位置指纹区分度的概念。在一定的定位区间内,讨论了AP的位置、形状和参考点间距对位置指纹区分度的影响,并通过寻找最大位置指纹区分度来优化AP布局。本文首先介绍了室内定位技术研究的国内外现状,重点概述了基于Wi-Fi的位置指纹定位技术的定位原理及过程。我们发现,目前还没有人系统讨论AP布局对位置指纹法定位精度的影响。然后讨论了几种典型的RSS模型并根据实际环境选择最优RSS模型。根据现场测试结果,给出了RSS对数距离损耗模型的参数值,如对数路径损耗系数n。为了优化AP布局来提高定位精度,我们提出了位置指纹区分度的概念。按照一般指纹定位方法并根据实际定位环境建立了位置指纹定位的理论模型,仿真定位测试的结果表明,AP的数量、位置、形状对位置指纹区分度有影响,存在某些位置与形状使得位置指纹区分度最大,且位置指纹区分度越大,定位精度越高。在其他条件不变的情况下,我们通过减小参考点间距进一步提高定位精度,并采用同样的方法取得了AP的优化布局。现场测试表明,AP位置优化后参考点间的位置指纹区分度比优化前明显提高,位置指纹定位方法的抗噪性能相应提高,从而提高了定位精度。总之,本论文首先建立了RSS模型,提出了参考点间的位置指纹区分度概念,系统讨论了AP的位置、形状对位置指纹区分度的影响,为AP位置优化提供了思路,从而在现场参考点分布一定的前提下建立了参考点位置指纹区分度较大的指纹库,使得提高指纹法定位的精度变得具有可行性。工程测试表明,通过AP位置的优化,提高了定位精度。可以预见,随着相关硬件的条件的改进和新的算法出现,定位精度还会提高。
【关键词】：Wi-Fi室内定位 位置指纹法 位置指纹区分度 优化AP
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 研究和发展现状10-15
• 1.2.1 典型的室内定位技术10-12
• 1.2.2 基于Wi-Fi的室内定位技术12-14
• 1.2.3 基于Wi-Fi的位置指纹定位系统14-15
• 1.3 本文的主要研究内容以及章节安排15-17
• 2 RSS的对数路径损耗模型17-28
• 2.1 路径损耗模型17-20
• 2.1.1 理想对数路径损耗模型17-18
• 2.1.2 Radar模型18
• 2.1.3 衰减因子模型18-19
• 2.1.4 MK模型19-20
• 2.2 定位实验场地及信号采样设备介绍20-23
• 2.2.1 实验场地20-21
• 2.2.2 热点及采样设备21-23
• 2.3 实际场地中对数路径损耗模型的建立23-27
• 2.3.1 室内环境下RSS测量的误差因素23
• 2.3.2 RSS测量值的统计特性23-26
• 2.3.3 模型中参数的确定26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 基于位置指纹区分度的AP布局优化28-43
• 3.1 指纹库匹配算法28-30
• 3.1.1 基于邻近选择的位置指纹算法28-29
• 3.1.2 基于概率的位置指纹算法29-30
• 3.2 指纹法定位过程30-33
• 3.2.1 基于对数路径损耗模型的位置指纹库31
• 3.2.2 在线实时定位31-32
• 3.2.3 位置指纹区分度32-33
• 3.3 AP布局对定位精度的影响33-39
• 3.3.1 不同AP个数时区分度的表现情况33-35
• 3.3.2 AP个数对定位精度的影响35-37
• 3.3.3 AP排列形状对区分度的影响37-39
• 3.4 参考点间距对定位精度的影响39-41
• 3.4.1 参考点间距为 3m的情况39-40
• 3.4.2 参考点间距为 2m的情况40-41
• 3.5 位置指纹区分度的影响因素41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 4 最佳AP位置效果验证43-51
• 4.1 验证环境43-44
• 4.2 定位系统的总体设计44-48
• 4.2.1 系统体系结构44-45
• 4.2.2 系统软件开发45-46
• 4.2.3 实际系统搭建46-48
• 4.3 最优AP位置实测验证48-50
• 4.3.1 测试方案48-49
• 4.3.2 测试结果及分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 总结与展望51-52
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55

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