未知环境下Wi-Fi室内定位的AP约简算法
发布时间：2021-07-04 17:52
随着无线网络技术的发展,定位已成为人们日常生活中的必要需求。在室外环境中,全球定位系统（Global Positioning System,GPS）可以满足人们的日常生活。然而在室内环境中,建筑物的遮挡使室内GPS信号变得十分微弱。近年来,考虑了经济和实用性等因素,应用室内现有Wi-Fi基础设施的指纹定位技术受到了广泛关注。同时,这也意味着定位需要在未知环境中进行,这为定位系统带来了如下两个问题:其一是接入点（Access Point,AP）运动状态未知,手机等移动设备开放的AP会导致由接收信号强度（Received Signal Strength,RSS）构成的指纹信号的位置依赖性下降,进而影响定位精度;其二是AP数量过多,环境中过多的AP也会为指纹定位系统带来不必要的存储和计算开销。基于此,本文具体工作如下:首先,本文对移动AP为定位系统带来的影响进行了详细的理论证明。将WiFi指纹定位过程类比为信息传播过程,同时将类比信道模拟为有色高斯噪声信道。通过推导该有色高斯噪声信道的容量,得到定位误差下限,进而证明了移动AP对Wi-Fi指纹室内定位系统的负面影响。其次,为了解决AP运动状态...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 室内定位技术研究现状
1.2.2 室内定位精度评估研究现状
1.2.3 室内定位AP约简研究现状
1.3 论文的主要创新点
1.4 论文的组织结构
第2章 Wi-Fi指纹室内定位AP约简的相关理论基础
2.1 引言
2.2 Wi-Fi室内定位基本理论
2.2.1 基于TOA的定位技术
2.2.2 基于TDOA的定位技术
2.2.3 基于AOA的定位技术
2.2.4 基于信号传播模型的定位技术
2.2.5 基于RSS位置指纹的定位技术
2.3 Wi-Fi室内定位精度评估基本理论
2.4 Wi-Fi室内定位AP约简基本理论
2.4.1 基于AP选择的定位数据库约简方法
2.4.2 基于降维算法的定位数据库约简方法
2.5 粗糙集基本理论
2.5.1 经典粗糙集
2.5.2 邻域粗糙集
2.5.3 模糊粗糙集
2.6 本章小结
第3章 基于信号分布特征的移动AP约简算法研究
3.1 引言
3.2 移动AP对定位精度影响的理论证明
3.2.1 Wi-Fi指纹室内定位过程类比模型构建
3.2.2 定位精度与信道容量关系推导
3.2.3 有色高斯噪声信道下定位精度限求解
3.3 移动AP约简的联合判断准则构建
3.3.1 基于信号分布范围的移动AP检测准则
3.3.2 基于信号分布离散度的移动AP检测准则
3.3.3 移动AP检测的联合判断准则
3.4 结果验证及分析
3.4.1 测试环境搭建
3.4.2 移动AP对定位误差下限的影响
3.4.3 移动AP检测
3.4.4 移动AP约简对定位性能的影响
3.5 本章小结
第4章 基于模糊粗糙集的冗余AP约简算法研究
4.1 引言
4.2 模糊粗糙集约简模型构建
4.2.1 定位目标区域划分
4.2.2 模糊粗糙集构建
4.3 基于模糊信息熵的冗余AP约简
4.4 结果验证及分析
4.4.1 冗余AP约简结果
4.4.2 不同冗余AP约简算法对定位性能影响分析
4.4.3 不同约简算法的时间复杂度
4.4.4 定位目标区域划分数量的选择
4.5 本章小结
第5章 结束语
5.1 主要研究工作
5.2 下一步研究计划
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内室内定位技术发展现状综述[J]. 闫大禹,宋伟,王旭丹,胡子烨. 导航定位学报. 2019(04)
[2]基于信号分布混合假设检验的Wi-Fi室内定位方法[J]. 周牧,耿小龙,谢良波,田增山,卫亚聪. 电子与信息学报. 2018(12)
[3]Joint TDOA and AOA location algorithm[J]. Congfeng Liu,Jie Yang,Fengshuai Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2013(02)
[4]一致性绕射理论的等效边缘电磁流法在抛物线方程中的应用[J]. 沈玮,吴先良. 电子学报. 2007(03)
硕士论文
[1]基于UWB的室内定位关键技术研究[D]. 徐志鑫.南京邮电大学 2019
[2]基于多源信息感知的WLAN室内定位精度限研究[D]. 王烟濛.重庆邮电大学 2019
[3]基于蓝牙技术的室内定位系统研究与设计[D]. 许鑫颖.哈尔滨工业大学 2019
[4]基于计算机视觉的同步定位与三维建图方法研究[D]. 李净霖.哈尔滨工业大学 2019
[5]基于红外技术的人体位置确定的研究[D]. 崔学伟.青岛科技大学 2019
[6]基于RFID信号特征的室内定位技术研究与实现[D]. 丁晔.南京邮电大学 2018
[7]基于Wi-Fi的位置指纹室内定位算法研究[D]. 林海龙.华东师范大学 2016
[8]基于指纹的无线室内定位中接入点选择算法研究[D]. 沈阳.浙江大学 2014
[9]WLAN室内定位系统中无线信号传播的统计建模与应用[D]. 梁尧.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3265257
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 室内定位技术研究现状
1.2.2 室内定位精度评估研究现状
1.2.3 室内定位AP约简研究现状
1.3 论文的主要创新点
1.4 论文的组织结构
第2章 Wi-Fi指纹室内定位AP约简的相关理论基础
2.1 引言
2.2 Wi-Fi室内定位基本理论
2.2.1 基于TOA的定位技术
2.2.2 基于TDOA的定位技术
2.2.3 基于AOA的定位技术
2.2.4 基于信号传播模型的定位技术
2.2.5 基于RSS位置指纹的定位技术
2.3 Wi-Fi室内定位精度评估基本理论
2.4 Wi-Fi室内定位AP约简基本理论
2.4.1 基于AP选择的定位数据库约简方法
2.4.2 基于降维算法的定位数据库约简方法
2.5 粗糙集基本理论
2.5.1 经典粗糙集
2.5.2 邻域粗糙集
2.5.3 模糊粗糙集
2.6 本章小结
第3章 基于信号分布特征的移动AP约简算法研究
3.1 引言
3.2 移动AP对定位精度影响的理论证明
3.2.1 Wi-Fi指纹室内定位过程类比模型构建
3.2.2 定位精度与信道容量关系推导
3.2.3 有色高斯噪声信道下定位精度限求解
3.3 移动AP约简的联合判断准则构建
3.3.1 基于信号分布范围的移动AP检测准则
3.3.2 基于信号分布离散度的移动AP检测准则
3.3.3 移动AP检测的联合判断准则
3.4 结果验证及分析
3.4.1 测试环境搭建
3.4.2 移动AP对定位误差下限的影响
3.4.3 移动AP检测
3.4.4 移动AP约简对定位性能的影响
3.5 本章小结
第4章 基于模糊粗糙集的冗余AP约简算法研究
4.1 引言
4.2 模糊粗糙集约简模型构建
4.2.1 定位目标区域划分
4.2.2 模糊粗糙集构建
4.3 基于模糊信息熵的冗余AP约简
4.4 结果验证及分析
4.4.1 冗余AP约简结果
4.4.2 不同冗余AP约简算法对定位性能影响分析
4.4.3 不同约简算法的时间复杂度
4.4.4 定位目标区域划分数量的选择
4.5 本章小结
第5章 结束语
5.1 主要研究工作
5.2 下一步研究计划
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内室内定位技术发展现状综述[J]. 闫大禹,宋伟,王旭丹,胡子烨. 导航定位学报. 2019(04)
[2]基于信号分布混合假设检验的Wi-Fi室内定位方法[J]. 周牧,耿小龙,谢良波,田增山,卫亚聪. 电子与信息学报. 2018(12)
[3]Joint TDOA and AOA location algorithm[J]. Congfeng Liu,Jie Yang,Fengshuai Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2013(02)
[4]一致性绕射理论的等效边缘电磁流法在抛物线方程中的应用[J]. 沈玮,吴先良. 电子学报. 2007(03)
硕士论文
[1]基于UWB的室内定位关键技术研究[D]. 徐志鑫.南京邮电大学 2019
[2]基于多源信息感知的WLAN室内定位精度限研究[D]. 王烟濛.重庆邮电大学 2019
[3]基于蓝牙技术的室内定位系统研究与设计[D]. 许鑫颖.哈尔滨工业大学 2019
[4]基于计算机视觉的同步定位与三维建图方法研究[D]. 李净霖.哈尔滨工业大学 2019
[5]基于红外技术的人体位置确定的研究[D]. 崔学伟.青岛科技大学 2019
[6]基于RFID信号特征的室内定位技术研究与实现[D]. 丁晔.南京邮电大学 2018
[7]基于Wi-Fi的位置指纹室内定位算法研究[D]. 林海龙.华东师范大学 2016
[8]基于指纹的无线室内定位中接入点选择算法研究[D]. 沈阳.浙江大学 2014
[9]WLAN室内定位系统中无线信号传播的统计建模与应用[D]. 梁尧.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3265257
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