指纹定位中基于多假设分析的ap部署优化方法
【专利摘要】指纹定位中基于多假设分析的AP部署优化方法，涉及指纹定位【技术领域】。本发明的目的是通过对比特征空间的分辨率来确定最优的AP部署方案，以提高定位精度。根据成本和覆盖能力确定室内环境需要布设的AP数目并划定所有的参考点；将可用于布设AP的位置编号；将所有AP部署方案罗列出来，将第一种部署方案输入经典室内信号传播模型中得到该部署方案下的指纹图，统计指纹图中所有参考点与其周围相邻参考点间的特征空间分辨率D1；将第二种部署方案输入经典室内信号传播模型中；直至得到所有特征空间分辨率D1～DK；选出特征空间分辨率中最大的Di得最优AP部署方案。本发明方法能提高指纹图本身的分辨力。
【专利说明】指纹定位中基于多假设分析的AP部署优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种AP部署优化方法，涉及指纹定位【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 位置指纹定位的实施一般可以分为两个阶段：第一阶段为训练/离线阶段，主要 工作是采集所需定位区域各参考AP位置的信号特征参数，例如信号场强、多径相角分量功 率等，将一组指纹信息对应一个特定的位置形成位置指纹数据库。第二阶段为定位/在线 阶段，利用接收机测定接收信号的参数，采用匹配算法来确定与数据库中哪一组数据相匹 配，从而得出用户的实际位置。在采用位置指纹定位方法时，经典的定位实验流程图如1 所示，其中，（RPpRh，…，RP n)代表第1到第n个参考点，RSSyi = 1，…，n ;j = 1，…，T) 代表在第i个参考点处测量到的第j个AP(接入点，Access Point)的RSS信号矢量。 (TPp TP2，…，TPm)代表第1到第m个参考点。在定位阶段中，无线局域网络定位系统以Radio Map为基础，在需要被定位的WLAN客户端进行空间信号的实时采样，并利用WLAN的移动计 算环境和数据传输环境传输和计算采样数据。计算过程主要通过应用特定的信号空间的搜 索和匹配算法进行空间位置的搜索和定位，得出对采样数据的位置预测结果，完成空间位 置的定位。
[0003] 在指纹定位过程中定位精度受到AP部署的影响，当AP处于较好的分布情况时，系 统的定位精度会远高于AP分布情况不佳时的情况。以往布设AP时首先考虑的是WLAN网 络覆盖问题，只要信号能够满足覆盖要求，就不在深宄其对定位能力的影响，在AP布放的 位置上也是尽量迀就室内结构，尽在方便布设的位置随机选择即可。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种指纹定位中基于多假设分析的AP部署优化方法，通过 对比特征空间的分辨率来确定最优的AP部署方案，以提高定位精度。
[0005] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0006] 一种指纹定位中基于多假设分析的AP部署优化方法，所述方法的实现过程为：
[0007] 步骤一：根据成本和覆盖能力确定室内环境需要布设的AP数目M;
[0008] 步骤二：划定所有的参考点；
[0009] 步骤三：将可以用于布设AP的位置进行编号1?N ;
[0010] 步骤四：通过遍历的方法将所有AP部署方案罗列出来，共计尤种情况，对这 些部署方案标号为1?K ;
[0011] 步骤五：将第一种部署方案输入经典室内信号传播模型（通信领域常用的室内信 号传播模型）中；
[0012] 步骤六：得到该部署方案下的指纹图（用传统技术手段获得），统计指纹图中所有 参考点与其周围相邻参考点间的特征空间分辨率Di，特征空间为欧氏距离或余弦相似度；
[0013] 步骤七：将第二种部署方案再输入经典室内信号传播模型中；
[0014] 步骤八：重复步骤六到步骤七，直至得到所有特征空间分辨率Di?Dk;
[0015] 步骤九：选出特征空间分辨率中最大的Di;
[0016] 步骤十：则第i种AP部署方式即是该室内环境下的最优的AP部署方案。
[0017] 在步骤三中，所述位置的选择原则是易于架设的位置或者接近电源或网孔的位 置。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 本发明方法实现在用户给定AP数目的情况下，寻找特定环境中的最优AP布设方 案。提高了指纹图本身的分辨力，降低定位过程中由于噪声存在而导致拣选了错误的参考 点的概率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为现有的WLAN指纹定位系统流程示意图；图2为利用本发明方法开发的仿真 平台运行界面图，图3为仿真程序运行结果（1表示墙体，2表示AP);图4为信号噪声与平 均定位误差之间的关系曲线图（AP布署优化对比图），图中横坐标表示信号噪声的标准差， 纵坐标为平均定位误差。
【具体实施方式】
[0021] 如图1?4所示，本实施方式所述的一种指纹定位中基于多假设分析的AP部署优 化方法的实现过程为：
[0022] 步骤一：根据成本和覆盖能力确定室内环境需要布设的AP数目M;
[0023] 步骤二：划定所有的参考点；
[0024] 步骤三：将可以用于布设AP的位置进行编号1?N ;所述位置的选择原则是易于 架设的位置或者接近电源或网孔的位置。
[0025] 步骤四：通过遍历的方法将所有AP部署方案罗列出来，共计尤=C^种情况，对这 些部署方案标号为1?K;
[0026] 步骤五：将第一种部署方案输入经典室内信号传播模型（通信领域常用的室内信 号传播模型）中；
[0027] 步骤六：得到该部署方案下的指纹图（用传统技术手段获得），统计指纹图中所有 参考点与其周围相邻参考点间的特征空间分辨率Di，特征空间为欧氏距离或余弦相似度；
[0028] 步骤七：将第二种部署方案再输入经典室内信号传播模型中；
[0029] 步骤八：重复步骤六到步骤七，直至得到所有特征空间分辨率Di?D K;
[0030] 步骤九：选出特征空间分辨率中最大的Di;
[0031] 步骤十：则第i种AP部署方式即是该室内环境下的最优的AP部署方案。
[0032] 下面以基于上述方法开发的仿真平台（AP部署分析软件）实现AP部署优化进行 举例说明。此例中采用的特征空间为欧氏距离，对可以布设AP的位置没有限制，房间内任 一位置皆可以布设AP。
[0033] 1、模块架构：仿真平台所包含的程序及其功能如表1所示。
[0034] 表1 AP分配仿真平台程序及主要功能
[0035]
【权利要求】
1. 一种指纹定位中基于多假设分析的AP部署优化方法，其特征在于：所述方法的实现 过程为： 步骤一：根据成本和覆盖能力确定室内环境需要布设的AP数目M; 步骤二：划定所有的参考点； 步骤三：将可以用于布设AP的位置进行编号1?N; 步骤四：通过遍历的方法将所有AP部署方案罗列出来，共计K=Cf种情况，对这些部 署方案标号为1?K; 步骤五：将第一种部署方案输入经典室内信号传播模型中； 步骤六：得到该部署方案下的指纹图，统计指纹图中所有参考点与其周围相邻参考点 间的特征空间分辨率D1，特征空间为欧氏距离或余弦相似度； 步骤七：将第二种部署方案再输入经典室内信号传播模型中； 步骤八：重复步骤六到步骤七，直至得到所有特征空间分辨率Di?Dκ; 步骤九：选出特征空间分辨率中最大的Di; 步骤十：则第i种AP部署方式即是该室内环境下的最优的AP部署方案。
2. 根据权利要求1所述的一种指纹定位中基于多假设分析的AP部署优化方法，其特征 在于：在步骤三中，所述位置的选择原则是易于架设的位置或者接近电源或网孔的位置。
【文档编号】H04W64/00GK104469792SQ201410834937
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】孟维晓, 邹德岳, 韩帅, 陈雷, 巩紫君 申请人:哈尔滨工业大学