随着智能化移动设备越来越广泛的普及以及无线局域网络(Wireless Local Area Networks,WLAN)基础设施的大规模部署,用户也迫切需要大量高效和精准的位置服务,给基于位置的服务和应用提供了发展空间和潜力。与此同时,WLAN室内定位系统正...
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随着智能化移动设备越来越广泛的普及以及无线局域网络(Wireless Local Area Networks,WLAN)基础设施的大规模部署,用户也迫切需要大量高效和精准的位置服务,给基于位置的服务和应用提供了发展空间和潜力。与此同时,WLAN室内定位系统正是迎合了当前需求逐渐成为新兴的研究热点。由于室内环境中多径效应、阴影效应和信道干扰都会导致定位信号出现明显变化,WLAN室内定位精度受到更大的挑战。通过分析定位精度的影响因素,无线接入点(Access Point,AP)的布置对WLAN定位算法的性能有显著影响。现有AP优化算法主要关注信号覆盖范围,服务质量,网络吞吐量,信号传输速率以及覆盖范围内的信号差异性等,均不能很好地描述AP位置与WLAN室内定位精度的数学依赖关系。因此,本论文主要以WLAN室内定位精度与AP位置分布的数学理论关系为研究切入点,实现WLAN室内定位系统中AP位置的优化,其主要研究内容包括:首先,根据WLAN三大定位观测量,即到达角、到达时间、接收信号强度,分别介绍了基于三大观测量的WLAN室内定位算法的基本原理。同时,本文分析了WLAN组网优化的基本原理与方法,以及WLAN定位精度限的理论基础。并在此基础上,讨论了WLAN组网优化与WLAN定位精度限之间的关联性。其次,由于WLAN室内定位方法的多样性和接收信号的复杂性,根据费歇尔信息矩阵,推导了单/双/三定位观测量下的WLAN定位精度限以及单信号分布和混合信号分布下的WLAN定位精度限。为了进一步符合WLAN实际环境,从三维角度考虑混合信号分布下的WLAN立体定位精度限,从而提高了模型的可用性。最后,根据WLAN立体定位精度限和WLAN组网优化的基本原理,建立基于WLAN室内定位精度限的AP优化目标函数。同时,分析对比了AP优化模型中的核心参数对WLAN室内定位精度限的影响。基于AP优化模型,利用模拟退火算法设计WLAN组网优化方案。本文对算法进行大量仿真和实验,来验证所设计的AP优化算法的有效性和可行性。
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