[發明專利]基于WLAN室內定位的AP選擇方法

有效

• 申請號: 201610038579.X
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105530598B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張哲慧;劉多聞;吳志豪;田曉華;王新兵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W4/02;H04W64/00;H04W84/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種基于WLAN室內定位的AP選擇方法，包括：用戶測量所在位置各個接入點的信號強度；系統根據AP信號得到形容AP信號特征的復向量；根據復向量的特征刪去對定位無效的AP候選；系統根據用戶給定測量次數，基于模擬退火算法計算最優的信號測量策略；用戶根據計算出的策略對接入點的信號進行測量，并將測量結果上傳至服務器；服務器根據信號測量結果，計算用戶所在位置，將結果返回至用戶。本發明一方面有效刪去了無效的AP候選降低了選擇復雜度，另一方面給出了基于模擬退火算法得到的最優策略，有效提高測量次數有限情況下的定位精度。

技術領域

本發明涉及通信、導航定位技術領域，具體地，涉及一種基于WLAN室內定位的AP選擇方法。

背景技術

Wi-Fi目前是無線網絡的重要組成部分，在家庭和公共場合，越來越多的Wi-Fi熱點出現在人們的智能設備里。Wi-Fi本身并不具備定位功能，但是通過收集室內各個Wi-Fi熱點的信號強度、傳播時間等數據，理論上只需要三個接入點，借助一定的算法，就可以精確定位用戶的位置。運營商無線覆蓋范圍廣泛，涉及了商場、醫院、學校等多種場景，這為無線室內定位提供了廣大的應用前景。對于Wi-Fi的精確定位技術，主要有兩種解決方案：一個是硬件解決方案，也就是采用TDOA定位技術，但是因為時間同步和傳感器精度低等問題，并沒有廣泛推廣起來，另一個就是軟件解決方案，采用Wi-Fi指紋技術，一些代表性的公司有Ekahau、wifislam等。

現在Wi-Fi指紋定位存在的主要難題是，目前大多數公共場合布設Wi-Fi熱點時，只是考慮了用戶上網的需求，并沒有考慮定位的需求，尤其是要實現室內定位，室外的Wi-Fi熱點就很有可能對室內定位起不到作用。運營商在進行網絡部署Wi-Fi熱點的時候，在人口集中、上網需求大的公共場合，會布置數量較多的AP，而在人口不那么密集的地方，AP數量相對較少。在室內定位系統中，AP的選擇策略有助于減少定位誤差，減少客戶端與服務器端的通信代價。然而當前并沒有一個接入點選擇策略，基于測得AP的RSS信號強度對定位精度的影響，設計在限定測量次數情況下最優的AP選擇策略。

目前大部分基于RSS指紋的室內定位技術，并未考慮優化AP選擇策略以提高定位精度，通過對現有的一些科技文獻進行研究發現，大部分文獻中都是在測量所有AP的情況下進行定位的，而現有的AP選擇策略并沒有考慮信號的方向與梯度特征。程金晶等人在《計算機技術與發展》中發表的《WLAN指紋定位中AP選擇策略研究》中提出了根據信號強度值和信號強度值方差輔助選擇AP的策略，然而此方法簡單根據信號強度及方差進行降序排列，并未考慮不同方向間AP的組合會影響定位精度。沈陽在《基于指紋的無線室內定位中接入點選擇算法研究》中提出的穩定AP優先算法也只是考慮了AP信號的穩定性。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于WLAN室內定位的AP選擇方法。

根據本發明提供的一種基于WLAN室內定位的AP選擇方法，包括：

步驟1：測量用戶所在位置各個候選接入點的AP信號；

步驟2：得到AP信號的特征復向量；

步驟3：根據特征復向量的特征篩選出對定位有效的候選接入點進行保留；

步驟4：根據用戶指定的測量次數，基于模擬退火算法計算得到最優信號測量策略。

優選地，所述步驟2包括如下步驟：

步驟2.1：根據如下計算式得到AP信號的特征復向量的：

其中，Z_i表示第i個接入點AP信號的特征復向量，p_i表示第i個接入點AP信號的梯度特征，e表示自然底數，φ_i表示第i個接入點AP信號的方向特征；i為正整數；m表示候選接入點的數量，候選接入點的數量大于等于3個；