基于卷积神经网络的新型CSI室内定位方法研究

发布时间：2023-01-12 22:57

　　基于位置的服务为我们的生活提供了极大的便利,相关研究引起国内外研究者的关注。近年来,由于信道状态信息（Channel State Information,CSI）包含丰富的多径信息并且高度稳定,基于CSI的定位方案相继提出。如何更充分地利用CSI中包含的信息,建立更高定位精度、更低计算成本、更强环境适应力的室内定位系统,具有极高的研究价值。在现有的基于CSI的定位系统中,结合深度学习技术已经成为一种趋势。将CSI数据构建为图像,利用卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）建立定位系统是一种非常具有创新性的方式,但其中挑战与机遇并存,主要体现在:（1）能否从CSI中挖掘出更多的信息特征,并保证信息稳定可靠。（2）如何保证网络能够适应复杂环境,确保较高的识别能力。（3）定位系统在位置估计阶段能否根据不同场景动态选择合适的候选点。基于以上背景,为了提高定位精度并降低计算复杂度,本文提出了一种基于卷积网络的新型CSI室内定位方法。本文的主要研究内容总结如下:1.利用CIR振幅分布的第一至第四中心矩来增加数据维度,提升指纹在复杂环境下的区分度。此外,通过校... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 室内定位技术国内外研究现状
        1.2.2 基于CSI的室内定位国内外研究现状
    1.3 主要研究内容和结构
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 结构安排
第二章 室内定位技术理论
    2.1 室内定位算法介绍
        2.1.1 室内定位算法
        2.1.2 定位性能影响因素
        2.1.3 定位算法性能评价标准
    2.2 基于指纹信息的定位技术
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 指纹数据要求
        2.2.3 指纹特征分析
        2.2.4 指纹库建立
    2.3 指纹匹配算法
        2.3.1 贝叶斯匹配算法
        2.3.2 kNN匹配算法
        2.3.3 SVM匹配算法
        2.3.4 神经网络匹配法
    2.4 本章小结
第三章 CSI特征提取及图像构建
    3.1 CSI特征提取及预处理
        3.1.1 振幅及相位分布
        3.1.2 CSI特征提取
        3.1.3 CSI预处理
    3.2 多维图像构建
        3.2.1 图像维度扩展
        3.2.2 融合多维特征的图像构建方式
    3.3 本章小结
第四章 基于卷积网络的新型CSI室内定位系统设计
    4.1 新型室内定位系统设计
        4.1.1 定位系统需求分析
        4.1.2 定位系统结构
    4.2 定位系统离线阶段
        4.2.1 基于移动平台的数据采集
        4.2.2 卷积网络构成
        4.2.3 卷积网络结构
        4.2.4 权重学习算法
    4.3 定位系统在线阶段
        4.3.1 在线定位流程
        4.3.2 基于谱聚类的多图像定位算法
    4.4 本章小结
第五章 基于卷积网络的新型CSI定位系统搭建及性能分析
    5.1 实测环境搭建及平台构成
        5.1.1 实测环境
        5.1.2 定位系统搭建
    5.2 实测性能对比分析
        5.2.1 定位精度对比
        5.2.2 数据特征分析
        5.2.3 系统影响因素分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]室内定位:分类、方法与应用综述[J]. 阮陵,张翎,许越,郑星雨.  地理信息世界. 2015(02)
[2]ZigBee定位系统的精度分析[J]. 郭叶,汪焰恩,魏生民.  西安工业大学学报. 2014(05)
[3]基于Chan氏算法和最近邻居算法的协同定位方法[J]. 刘春红,陆萍萍.  无线通信技术. 2012(03)
[4]利用最小二乘支持向量机实现无线传感器网络的目标定位[J]. 张晓平,刘桂雄,周松斌.  光学精密工程. 2010(09)

硕士论文
[1]基于CSI指纹信息的室内定位技术研究[D]. 鄢明.南京大学 2017
[2]基于WiFi/蓝牙融合的室内定位算法及实现[D]. 王宝晶.华东师范大学 2015
[3]基于CSI测距的轻量级指纹室内定位技术研究[D]. 王凯.西安电子科技大学 2014



本文编号：3730569