專利名稱：Wi-Fi AP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種匿名環(huán)境下的Wi-Fi (Wireless Fidelity，基于IEEE 802. 11系列標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng))AP(接入點(diǎn))位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，屬于無線通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
Wi-Fi AP位置信息及路徑損耗模型為許多學(xué)術(shù)研究和商業(yè)應(yīng)用提供了可能。從學(xué)術(shù)研究角度說，Wi-Fi AP位置及路徑損耗模型是近年來熱門、主流的Wi-Fi定位技術(shù)之一-三角形定位(triangulation)的前提；從商業(yè)角度說，已知Wi-Fi AP位置，即可構(gòu)建AP地圖，提供運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃管理支持、用戶網(wǎng)絡(luò)接入咨詢等服務(wù)。
目前，現(xiàn)有相關(guān)的研究中，典型的方案有如下四種[I]根據(jù)不同波束方向上接收到的RSS(接收信號(hào)強(qiáng)度)估計(jì)到達(dá)角度(AoA)，再利用AoA信息和三角形定位算法估計(jì) AP 位置(參考文獻(xiàn) A. P. Subramanian, P. Deshpande, J. Gao and S. R. Das, ^Drive-By Localization of Roadside WiFi Networks, " INF0C0M 2008. The 27th Conference on Computer Communications. IEEE，vol., no. , pp. 718-725, 13-18 April 2008.); [2]由局部RSS變化獲得AP的方位信息，并據(jù)此進(jìn)行AP定位(參考文獻(xiàn)D. Han, D. G. Andersen, M. Kaminsky, K. Papagiannaki, and S. Seshan. "Access Point Localization using Local Signal Strength Gradient' ' by In Passive & Active Measurement (PAM), (Seoul, South Korea), Apr. 2009. ) ； [3]將距離和 RSS 之間的指數(shù)關(guān)系進(jìn)行線性近似，然后根據(jù)多邊形算法定位AP (參考文獻(xiàn)J. Koo and H. Cha, "Localizing WiFi Access Points Using Signal Strength,〃 Communications Letters, IEEE , vol. 15, no. 2, pp. 187-189, February 2011·)。[4]簡(jiǎn)單的質(zhì)心算法或加權(quán)質(zhì)心算法(參考文獻(xiàn) Y. Cheng, Y. Chawathe, A. LaMarca, and J. Krumm, "Accuracy characterization for metropolitan-scale Wi-Fi localization, 〃 in Proc. ACM MobiSys.，(Seattle, WA), June 2005)。其中質(zhì)心算法或加權(quán)質(zhì)心算法的精度偏低。雖然上述前三種方案較之于簡(jiǎn)單的質(zhì)心算法或加權(quán)質(zhì)心算法，在不同程度上提高了定位精度，但都存在著各自的不足上述方案[I]必須使用可射束天線，增加了系統(tǒng)成本；上述方案[2]需要在較多的參考點(diǎn)上多次采樣RSS以獲得可靠局部場(chǎng)強(qiáng)變化，引入了較大的人力、 時(shí)間成本；上述方案[3]采用線性近似，丟棄了真實(shí)RSS—距離指數(shù)關(guān)系模型中非線性部分包含的有用信息。此外，上述所有方案都只是單一地解決了 AP定位問題，沒有考慮如何估計(jì)路徑損耗模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在以低成本、低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)高精度定位的同時(shí)準(zhǔn)確地估計(jì)出路徑損耗模型。
為此，本發(fā)明提出的一種Wi-Fi AP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，包括如下步驟
S1、樣本采集在目標(biāo)AP覆蓋范圍內(nèi)，隨機(jī)選擇N (NS 3)個(gè)已知位置的參考點(diǎn)，參考點(diǎn)位置Ku7iMf+,;在每個(gè)參考點(diǎn)上分別采集ki (i=l, 2，…N)個(gè)來自目標(biāo)AP的RSS樣本；
S2、問題建模根據(jù)最小方差估計(jì)法及無線傳輸路徑損耗模型，將AP位置與路徑損耗模型的聯(lián)合估計(jì)問題建模成以下多變量?jī)?yōu)化問題
權(quán)利要求
1.一種Wi-Fi AP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是包括如下步驟51、樣本采集在目標(biāo)AP覆蓋范圍內(nèi)，隨機(jī)選擇N(N>3)個(gè)已知位置的參考點(diǎn),參考點(diǎn)位置{(U,)};' ;在每個(gè)參考點(diǎn)上分別采集ki (i=l, 2，…N)個(gè)來自目標(biāo)AP的RSS樣本； 52、問題建模根據(jù)最小方差估計(jì)法及無線傳輸路徑損耗模型，將AP位置與路徑損耗模型的聯(lián)合估計(jì)問題建模成以下多變量?jī)?yōu)化問題其中
2.如權(quán)利要求I所述的Wi-FiAP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是步驟SI中，參考點(diǎn)位置(Xi，yi)的獲取可由GPS、手動(dòng)估測(cè)、地圖或CAD軟件途徑獲得。
3.如權(quán)利要求I或2所述的Wi-FiAP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是步驟SI中，RSS樣本可由安裝有無線網(wǎng)卡的筆記本電腦、PDA或智能手機(jī)獲得。
4.如權(quán)利要求I或2所述的Wi-FiAP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是在步驟S3a中，若已知AP在某個(gè)房間內(nèi)，則可以該房間的坐標(biāo)空間作為AP位置的取值空間；若沒有與AP位置相關(guān)的參考信息，則可以平均RSS值最大的參考點(diǎn)位置Jfax)為中心，做邊長為2D (D是Wi-Fi信號(hào)的最大傳輸距離)的正方形，以其作為AP位置的取值空間。
5.如權(quán)利要求I或2所述的Wi-FiAP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是在步驟S3c中，在已知AP位置為(4A)的前提下，設(shè)新變量
6.如權(quán)利要求I或2所述的Wi-FiAP位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是在步驟S3f中，由樣本數(shù)據(jù)估計(jì)得到的J2可由殘差
全文摘要
本發(fā)明公開一種Wi-Fi AP(接入點(diǎn))位置及路徑損耗模型的聯(lián)合估測(cè)方法，其特征是包括如下步驟S1、樣本采集在目標(biāo)AP覆蓋范圍內(nèi)，隨機(jī)選擇N(N3)個(gè)已知位置的參考點(diǎn)，參考點(diǎn)位置；在每個(gè)參考點(diǎn)上分別采集ki(i=1,2,…N)個(gè)來自目標(biāo)AP的RSS(接收信號(hào)強(qiáng)度)樣本；S2、問題建模根據(jù)最小方差估計(jì)法及無線傳輸路徑損耗模型，將AP位置與路徑損耗模型的聯(lián)合估計(jì)問題建模成多變量?jī)?yōu)化問題；S3、進(jìn)行優(yōu)化問題求解。此方案可在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確Wi-Fi AP定位的同時(shí)，準(zhǔn)確估計(jì)出路徑損耗模型，還可推廣至其它無線通信系統(tǒng)的基站定位。
文檔編號(hào)H04W24/06GK102984745SQ20121049995
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者盧恒惠, 林孝康 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院