基于wi-fi的室内定位技术和系统研究

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2、成果。据我所知，除了文中恃别加臥标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；东诉沖日期；２口／／年朵月／至日论义使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论义的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磯盘，。允许论文被查阅和借阅本人授权电子科技大学可■将学位论文的全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可！＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密）的学位论文在解密应遵守此后规定者签诚献和秦：寺：作名导师签名今〇期／：＞／／（年日令月日：Ｊ分类号密级注1UDC学位论文基于Wi-Fi的室内定位技术和系统研究（题名和副题名）陈献中（作者姓名）指导教师段惠萍副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期2016.04.01论文答辩日期2016.04.28学位授予单位和日期电子科技大学2016

4、年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THERESEACHOFPOSITIONINGTECHNOLOGYANDSYSTEMININDOORWI-FIENVIRONMENTSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:ChenXianzhongAdvisor:Prof.DuanHuipingSchoo

5、l:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要随着室内定位技术的迅速发展，基于红外线、超声波、蓝牙、超宽带、Wi-Fi(WirelessFidelity)等的定位技术迅速成为学术和应用研究的热点。基于Wi-Fi的室内定位在定位精度、稳健性、安全性和复杂度等方面有着自身的优势，该技术充分利用了现有的成熟硬件平台和无线网络接入点，能在智能终端上以应用程序的形式实现高精度的定位服务，因而基于Wi-Fi的室内定位研究备受关注。本文对基于Wi-Fi的室内定位技术进行深入探讨，主要研究接收信号预处理技

6、术，离线阶段的位置指纹库构建技术和在线阶段的室内定位算法三个方面。首先，为得到稳定的位置指纹数据，提高定位系统的稳定性，根据室内Wi-Fi信号的传播模型和接收信号特征，研究基于卡尔曼滤波的信号强度预处理方法，使用对数谱域抑制信号多径效应的方法，对接收信号进行预处理。其次，针对指纹库构建代价高的问题，提出数据插值方法，研究矩阵填充的方法，把基于SVT算法的矩阵填充应用于低秩位置指纹库的重建；提出使用密度峰值快速搜索聚类技术对位置指纹地图进行分类，并与K-means聚类和仿射传播聚类对比，对位置指纹地图进行分类预处理

7、。最后，研究在线定位方法，提出基于信号传播模型的接收信号强度填充的定位方法，对基于位置指纹匹配的近邻定位算法、贝叶斯定位算法和压缩感知定位算法进行详细研究。此外，本文设计了一个基于Wi-Fi的室内定位实验系统原型，该系统使用卡尔曼滤波和对数谱域抑制多径效应的方法对接收信号进行预处理，采用密度峰值快速搜索聚类实现位置指纹库分块处理，使用贝叶斯算法和压缩感知算法进行在线定位。在实际室内环境中完成参考点的布署，实现室内区域的位置指纹地图构建，进行定位实验。实验结果显示，该定位系统具有较高的定位精度，定位误差在2米以内的

8、累积概率为85%，同时能够以较少的计算量实现稳健的定位。关键词：室内定位，Wi-Fi，聚类，矩阵填充，压缩感知IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofindoorlocalization,localizationtechnologiesbasedoninfraredray,ultrasonic,Bluetooth,UWB(ult