基于反演传播预测模型的室内定位方法研究

摘要

在未来的移动通信网络中,高速数据业务接入的室内环境是一种重要通信场景。由此产生的室内自组无线网络规划,智能机器人服务等需求问题,都需要准确可行的室内定位服务。但是,室内无线电波传播环境的复杂性和特殊性,使室内定位的准确性成为一个难题,也吸引了国内外大量研究的关注。因此,本论文选择了室内定位这一兼具理论性与实用价值的研究方向。
　　 本文首先系统介绍了室内无线电波的基本传播机制和环境特征,充分调研了室内无线信道常用电波传播损耗预测模型,以及现有以接收信号强度作为参数的定位方法。在此基础上,作者修正了基于反演模式的电波传播模型在室内信号覆盖预测中的应用方法,设计了基于这一模型的定位方法。在南昌大学办公区设计了实验区,利用实测数据对所提出的定位方法进行了测试与验证,并与一般线性插值法进行了比较验证。而后进一步利用Mannheim大学提供的数据对不同场景下的定位性能进行了评估。
　　 实验结果表明该开放性框架的反演电波传播模型能够适应室内传播环境的特点,在定位系统中发挥其快速建立指纹数据库,适应环境能力强,及时提供服务的优势。使用这种方法的室内指纹定位系统,能够基本满足定位需求,具有方便有效,适应性强的特点。

目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究工作和内容安排

第2章 室内电波传播机制

2.1 室内电波传播基本衰落特征

2.1.1 随距离衰落

2.1.2 阴影衰落

2.1.3 小尺度衰落

2.2 室内无线信道的特点

2.3 室内无线传播模型类型

2.3.1 经验模型

2.3.2 确定性模型

2.3.3 经验模型和确定性模型的比较

2.4 本章小结

第3章 基于WLAN的室内定位方法

3.1 室内定位方法分类

3.2 典型的定位方法

3.2.1 RADAR

3.2.2 Ekahau

3.2.3 COMPASS

3.2.4 其它方法

3.3 室内定位系统的评价标准

3.3.1 安全和隐私

3.3.2 工程代价

3.3.3 性价平衡

3.3.4 容错性能

3.3.5 复杂性

3.3.6 用户偏好

3.3.7 市场需求

3.3.8 局限性

3.4 本章小结

第4章 基于反演模式的电波传播模型的定位方法

4.1 基于反演模式电波传播模型基本原理

4.1.1 基于反演模式电波传播模型的构建

4.1.2 基于反演模式的信号传播模型的求解

4.1.3 场强地图的建立

4.2 基于反演模式的电波传播模型的在线查找方案

4.2.1 预筛选

4.2.2 位置的确定

4.3 基于反演模式的电波传播模型的定位方法流程

4.4 本章小结

第5章 测试与性能评估

5.1 测试环境1

5.1.1 测试准备工作

5.1.2 测试方法

5.1.3 采样点的分配

5.1.4 场强地图的评估

5.1.5 定位效果评估

5.2 测试环境2

5.2.1 测试环境2的信号传播环境分析

5.2.2 场强地图预测结果和误差分析

5.2.3 定位结果和误差分析

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 未来工作的展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果