基于网格的无线网络室内协作定位算法研究

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随着无线通信技术和传感定位技术的迅速发展,基于位置信息的服务已无缝地融入人们的日常生活中,人们对无线定位的需求与日俱增。基于位置服务的网络有多种,如全球定位系统、全球移动通信系统、无线传感器网络、无线局域网等,每种定位技术有着各自的优缺点,定位的适用场景、定位精度、实时性、功耗、使用成本也各不相同。然而,无论在室内还是室外,仅依靠单一的某种定位技术,很难达到定位精度和范围的要求。进行网络间的协作定位成为解决室内定位问题的一大选择。本文对无线网络定位技术进行了分析和研究,具体工作如下:针对室内定位精度低的问题,通过多种无线网络间的协作定位,提出一种基于网格的无线网络室内协作定位算法。与所有区域单一定位方式不同,该算法将信号覆盖区域划分为网格的形式,获取多种信号信息,以判断网格的可定位性。并为网格内所有网络分配权值,判定是否可进行多种网络的协作定位,给出最优定位组合方案。同时,只需在离线阶段采集室外网络信号,扩充协作定位指纹库,该算法即可直接扩展到室外定位。仿真结果表明,与单一网络定位算法,以及等权分配算法相比,基于网格的无线网络室内协作定位算法不仅有效提高了定位精度,同时提高了网络覆盖区域的可定位率。在室内多网络的环境下,分析各网络信号的特点,通过多网络环境中待定位节点动态轨迹的预测,在基于网格的无线网络室内协作定位算法基础上进一步改进,提出一种室内无线网络协作跟踪定位算法。该算法分为离线阶段和在线阶段,结合了单一网络跟踪定位的优点,在离线阶段建立完整的协作定位指纹库,在在线阶段利用区域重叠机制、预测机制、跨网格策略对待定位节点进行共同轨迹跟踪定位。仿真结果表明,该算法在跟踪定位精度方面优于单一网络跟踪定位算法,且有较好的可扩展性。
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