校园位置服务系统中室内Wi-Fi定位技术的研究与实现

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位置服务系统通过定位用户地理位置,为用户提供多样化的信息业务。随着移动互联网的迅速发展,位置服务日益展现出广阔的应用前景。本文针对校园环境特点和定位应用需求,设计了校园位置服务系统,并着重研究了室内Wi-Fi定位技术。论文主要的工作和贡献如下:  1.完成了基于移动终端.服务器端架构的校园位置服务系统总体设计,主要内容包括:设计了系统功能和应用,搭建了移动终端和服务器端的开发环境并实现了移动终端和服务器端的信息交互。  2.研究和对比了现有的无线定位技术,选取了本系统中室外及室内无线定位技术方案。  3.实现了基于指纹匹配的室内Wi-Fi定位,主要内容包括建立信息数据库,粗略定位以及精确定位。在精确定位中,实现了D-KNN、D-WKNN、P-KNN、P-WKNN四种传统的定位算法,并对以上算法做了定位性能的理论分析和测试对比。另外,通过优化K个定位节点的选取方法,本文提出了D-KCNN、D-WKCNN、P-KCNN以及P-WKCNN四种新的改进算法。测试结果证明,改进算法的定位性能比相应的传统算法有了明显提高,其中P-WKCNN性能最优,定位精度约为1.68米。  4.建立了适用于室内Wi-Fi大尺度衰落的信道模型,并由最小二乘原理确定了模型参数。利用建立的信道模型,实现了基于距离三边关系室内Wi-Fi定位的LS算法和MMSE算法。另外,为克服信道模型误差和降低信号阻挡影响,本文提出了分别使用余数和接收信号强度对定位坐标加权的WLS算法和WMMSE算法。测试结果证明,优化后的算法使得定位性能提高明显,定位误差分别降低为传统LS和MMSE算法的73%和63%。
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