指紋定位中基于多假設(shè)分析的ap部署優(yōu)化方法
【專利摘要】指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu)化方法，涉及指紋定位【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的目的是通過(guò)對(duì)比特征空間的分辨率來(lái)確定最優(yōu)的AP部署方案，以提高定位精度。根據(jù)成本和覆蓋能力確定室內(nèi)環(huán)境需要布設(shè)的AP數(shù)目并劃定所有的參考點(diǎn)；將可用于布設(shè)AP的位置編號(hào)；將所有AP部署方案羅列出來(lái)，將第一種部署方案輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型中得到該部署方案下的指紋圖，統(tǒng)計(jì)指紋圖中所有參考點(diǎn)與其周圍相鄰參考點(diǎn)間的特征空間分辨率D1；將第二種部署方案輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型中；直至得到所有特征空間分辨率D1～DK；選出特征空間分辨率中最大的Di得最優(yōu)AP部署方案。本發(fā)明方法能提高指紋圖本身的分辨力。
【專利說(shuō)明】指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu)化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種AP部署優(yōu)化方法，涉及指紋定位【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 位置指紋定位的實(shí)施一般可以分為兩個(gè)階段：第一階段為訓(xùn)練/離線階段，主要 工作是采集所需定位區(qū)域各參考AP位置的信號(hào)特征參數(shù)，例如信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、多徑相角分量功 率等，將一組指紋信息對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的位置形成位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。第二階段為定位/在線 階段，利用接收機(jī)測(cè)定接收信號(hào)的參數(shù)，采用匹配算法來(lái)確定與數(shù)據(jù)庫(kù)中哪一組數(shù)據(jù)相匹 配，從而得出用戶的實(shí)際位置。在采用位置指紋定位方法時(shí)，經(jīng)典的定位實(shí)驗(yàn)流程圖如1 所示，其中，（RPpRh，…，RP n)代表第1到第n個(gè)參考點(diǎn)，RSSyi = 1，…，n ;j = 1，…，T) 代表在第i個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量到的第j個(gè)AP(接入點(diǎn)，Access Point)的RSS信號(hào)矢量。 (TPp TP2，…，TPm)代表第1到第m個(gè)參考點(diǎn)。在定位階段中，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)以Radio Map為基礎(chǔ)，在需要被定位的WLAN客戶端進(jìn)行空間信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣，并利用WLAN的移動(dòng)計(jì) 算環(huán)境和數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境傳輸和計(jì)算采樣數(shù)據(jù)。計(jì)算過(guò)程主要通過(guò)應(yīng)用特定的信號(hào)空間的搜 索和匹配算法進(jìn)行空間位置的搜索和定位，得出對(duì)采樣數(shù)據(jù)的位置預(yù)測(cè)結(jié)果，完成空間位 置的定位。
[0003] 在指紋定位過(guò)程中定位精度受到AP部署的影響，當(dāng)AP處于較好的分布情況時(shí)，系 統(tǒng)的定位精度會(huì)遠(yuǎn)高于AP分布情況不佳時(shí)的情況。以往布設(shè)AP時(shí)首先考慮的是WLAN網(wǎng) 絡(luò)覆蓋問(wèn)題，只要信號(hào)能夠滿足覆蓋要求，就不在深宄其對(duì)定位能力的影響，在AP布放的 位置上也是盡量迀就室內(nèi)結(jié)構(gòu)，盡在方便布設(shè)的位置隨機(jī)選擇即可。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu)化方法，通過(guò) 對(duì)比特征空間的分辨率來(lái)確定最優(yōu)的AP部署方案，以提高定位精度。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：
[0006] 一種指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu)化方法，所述方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：
[0007] 步驟一：根據(jù)成本和覆蓋能力確定室內(nèi)環(huán)境需要布設(shè)的AP數(shù)目M;
[0008] 步驟二：劃定所有的參考點(diǎn)；
[0009] 步驟三：將可以用于布設(shè)AP的位置進(jìn)行編號(hào)1?N ;
[0010] 步驟四：通過(guò)遍歷的方法將所有AP部署方案羅列出來(lái)，共計(jì)尤種情況，對(duì)這 些部署方案標(biāo)號(hào)為1?K ;
[0011] 步驟五：將第一種部署方案輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型（通信領(lǐng)域常用的室內(nèi)信 號(hào)傳播模型）中；
[0012] 步驟六：得到該部署方案下的指紋圖（用傳統(tǒng)技術(shù)手段獲得），統(tǒng)計(jì)指紋圖中所有 參考點(diǎn)與其周圍相鄰參考點(diǎn)間的特征空間分辨率Di，特征空間為歐氏距離或余弦相似度；
[0013] 步驟七：將第二種部署方案再輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型中；
[0014] 步驟八：重復(fù)步驟六到步驟七，直至得到所有特征空間分辨率Di?Dk;
[0015] 步驟九：選出特征空間分辨率中最大的Di;
[0016] 步驟十：則第i種AP部署方式即是該室內(nèi)環(huán)境下的最優(yōu)的AP部署方案。
[0017] 在步驟三中，所述位置的選擇原則是易于架設(shè)的位置或者接近電源或網(wǎng)孔的位 置。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)在用戶給定AP數(shù)目的情況下，尋找特定環(huán)境中的最優(yōu)AP布設(shè)方 案。提高了指紋圖本身的分辨力，降低定位過(guò)程中由于噪聲存在而導(dǎo)致揀選了錯(cuò)誤的參考 點(diǎn)的概率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有的WLAN指紋定位系統(tǒng)流程示意圖；圖2為利用本發(fā)明方法開發(fā)的仿真 平臺(tái)運(yùn)行界面圖，圖3為仿真程序運(yùn)行結(jié)果（1表示墻體，2表示AP);圖4為信號(hào)噪聲與平 均定位誤差之間的關(guān)系曲線圖（AP布署優(yōu)化對(duì)比圖），圖中橫坐標(biāo)表示信號(hào)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差， 縱坐標(biāo)為平均定位誤差。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1?4所示，本實(shí)施方式所述的一種指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu) 化方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：
[0022] 步驟一：根據(jù)成本和覆蓋能力確定室內(nèi)環(huán)境需要布設(shè)的AP數(shù)目M;
[0023] 步驟二：劃定所有的參考點(diǎn)；
[0024] 步驟三：將可以用于布設(shè)AP的位置進(jìn)行編號(hào)1?N ;所述位置的選擇原則是易于 架設(shè)的位置或者接近電源或網(wǎng)孔的位置。
[0025] 步驟四：通過(guò)遍歷的方法將所有AP部署方案羅列出來(lái)，共計(jì)尤=C^種情況，對(duì)這 些部署方案標(biāo)號(hào)為1?K;
[0026] 步驟五：將第一種部署方案輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型（通信領(lǐng)域常用的室內(nèi)信 號(hào)傳播模型）中；
[0027] 步驟六：得到該部署方案下的指紋圖（用傳統(tǒng)技術(shù)手段獲得），統(tǒng)計(jì)指紋圖中所有 參考點(diǎn)與其周圍相鄰參考點(diǎn)間的特征空間分辨率Di，特征空間為歐氏距離或余弦相似度；
[0028] 步驟七：將第二種部署方案再輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型中；
[0029] 步驟八：重復(fù)步驟六到步驟七，直至得到所有特征空間分辨率Di?D K;
[0030] 步驟九：選出特征空間分辨率中最大的Di;
[0031] 步驟十：則第i種AP部署方式即是該室內(nèi)環(huán)境下的最優(yōu)的AP部署方案。
[0032] 下面以基于上述方法開發(fā)的仿真平臺(tái)（AP部署分析軟件）實(shí)現(xiàn)AP部署優(yōu)化進(jìn)行 舉例說(shuō)明。此例中采用的特征空間為歐氏距離，對(duì)可以布設(shè)AP的位置沒有限制，房間內(nèi)任 一位置皆可以布設(shè)AP。
[0033] 1、模塊架構(gòu)：仿真平臺(tái)所包含的程序及其功能如表1所示。
[0034] 表1 AP分配仿真平臺(tái)程序及主要功能
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu)化方法，其特征在于：所述方法的實(shí)現(xiàn) 過(guò)程為： 步驟一：根據(jù)成本和覆蓋能力確定室內(nèi)環(huán)境需要布設(shè)的AP數(shù)目M; 步驟二：劃定所有的參考點(diǎn)； 步驟三：將可以用于布設(shè)AP的位置進(jìn)行編號(hào)1?N; 步驟四：通過(guò)遍歷的方法將所有AP部署方案羅列出來(lái)，共計(jì)K=Cf種情況，對(duì)這些部 署方案標(biāo)號(hào)為1?K; 步驟五：將第一種部署方案輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型中； 步驟六：得到該部署方案下的指紋圖，統(tǒng)計(jì)指紋圖中所有參考點(diǎn)與其周圍相鄰參考點(diǎn) 間的特征空間分辨率D1，特征空間為歐氏距離或余弦相似度； 步驟七：將第二種部署方案再輸入經(jīng)典室內(nèi)信號(hào)傳播模型中； 步驟八：重復(fù)步驟六到步驟七，直至得到所有特征空間分辨率Di?Dκ; 步驟九：選出特征空間分辨率中最大的Di; 步驟十：則第i種AP部署方式即是該室內(nèi)環(huán)境下的最優(yōu)的AP部署方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指紋定位中基于多假設(shè)分析的AP部署優(yōu)化方法，其特征 在于：在步驟三中，所述位置的選擇原則是易于架設(shè)的位置或者接近電源或網(wǎng)孔的位置。
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK104469792SQ201410834937
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】孟維曉, 鄒德岳, 韓帥, 陳雷, 鞏紫君 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)