基于用戶位置分布的室內(nèi)ap部署方法
【專利摘要】基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法，涉及一種室內(nèi)AP部署方法。本發(fā)明是為了提高室內(nèi)AP部署的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，以及為了增加所支持用戶數(shù)的數(shù)量。本方法中AP部署方法分為用戶位置分布數(shù)據(jù)處理和基于FCM聚類算法AP位置部署兩步，首先將用戶的位置分布特性抽象為若干位置點與及對應的用戶的概率，而后采用聚類算法求取滿足條件的AP部署方案。本方法簡單易行，不需要嚴格的信號強度模型以及用戶分布模型，適用于建筑結(jié)構(gòu)復雜、用戶分布不均的室內(nèi)環(huán)境中的AP部署。
【專利說明】基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種室內(nèi)AP部署方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線局域網(wǎng)（WirelessLocationAccessNetwork，WLAN)技術(shù)的飛速發(fā)展， WLAN以其易部署，設(shè)備簡單，資費低廉等優(yōu)勢，已經(jīng)成為室內(nèi)環(huán)境下用戶實現(xiàn)通信的應用最 為廣泛的主流手段。如何部署AP，使得目標區(qū)域滿足一定的覆蓋率，一直都是室內(nèi)WLAN研 宄的熱點之一。然而，隨著支持WLAN接入的設(shè)備的普及，而WLAN的接入點（AccessPoint， AP)在所能同時支持的用戶數(shù)是受限的。因此，在考慮某區(qū)域內(nèi)的AP部署時，除了要使得部 署后的AP能夠?qū)崿F(xiàn)信號的覆蓋率要求，還應滿足該區(qū)域內(nèi)支持用戶數(shù)的要求。
[0003] 現(xiàn)階段的研宄中，對于AP的部署，主要有兩類方案，一種是現(xiàn)場調(diào)研的方法，即部 署方案將在針對目標環(huán)境進行的實際調(diào)查和測量后，再根據(jù)設(shè)計者的目標來進行設(shè)計和建 設(shè)，該方法的人力、財力以及時間成本都較高，而且方案對于建筑物結(jié)構(gòu)的依賴性較強；另 一種為計算機輔助設(shè)計的方法，通過建立數(shù)學模型來找到AP的最佳數(shù)目和放置位置，該方 法相對于現(xiàn)場調(diào)研的方法而言，開銷較少，且可以根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)進行結(jié)果調(diào)整，無需在架 設(shè)之前進行實際調(diào)研，已經(jīng)成為現(xiàn)階段AP部署的主流方案。采用計算機輔助設(shè)計的諸多 方案中，根據(jù)數(shù)學模型的不同又可分為離散數(shù)學規(guī)劃法和連續(xù)數(shù)學規(guī)劃法，其中前者在AP 部署時將目標區(qū)域劃分為若干網(wǎng)格，AP的位置則被離散在各個中心位置，該方法在AP位置 較多的情況下，若對于部署的位置精度要求較高，則計算難度和計算量都會嚴重加大；而后 者，除了由于室內(nèi)環(huán)境的復雜性，在接收信號強度模型的建模方面存在較大的難度外，連續(xù) 的數(shù)學模型在求解方面自身也具有較大的難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了提高室內(nèi)AP部署的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，以及為了增加所支持用戶數(shù)的數(shù) 量，從而提供一種基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法。
[0005] 基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法，它由以下步驟實現(xiàn)：
[0006] 步驟一、將室內(nèi)可能存在的每個等待接入WLAN的用戶均采用描述為一個位 置點，其中，s= 為該區(qū)域所在位置坐標，P為該位置存在用戶的概率；
[0007] 步驟二、在所有位置點中抽樣出進行N倍抽樣，獲得用戶抽樣位置點集合，每個用 戶位置點的概率均為1/N;N為等待接入WLAN的用戶總數(shù)；
[0008] 將待部署的AP的限制條件根據(jù)室內(nèi)地圖抽樣為AP位置點集合L_AP，其中：抽樣 頻率根據(jù)預設(shè)的精度S進行選取，且抽樣后相鄰兩個AP位置點的間距Ad〈S;
[0009] 步驟三、對FCM聚類算法的隸屬度矩陣進行初始化，并將用戶抽樣位置點集合作 為FCM聚類算法的輸入樣本，更新隸屬度矩陣，獲得聚類中心；
[0010] 步驟四、選取AP位置點集合L_AP中與步驟三中所獲取的聚類中心點歐式距離最 小的點，作為更新后的聚類中心；
[0011] 步驟五、計算當前更新后的聚類中心相對于前一次更新的聚類中心的差值，并判 斷該差值是否大于預設(shè)門限值且迭代次數(shù)小于預設(shè)的最大迭代次數(shù)，如果判斷結(jié)果為是， 則返回執(zhí)行步驟三；如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟六；
[0012] 步驟六、按照當前的聚類中心在室內(nèi)部署AP。
[0013] 步驟一中室內(nèi)可能存在的每個用戶滿足累計概率分布函數(shù)：

【權(quán)利要求】
1. 基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法，其特征是：它由以下步驟實現(xiàn)： 步驟一、將室內(nèi)可能存在的每個等待接入WLAN的用戶均采用描述為一個位置點， 其中，s= 為該區(qū)域所在位置坐標，P為該位置存在用戶的概率； 步驟二、在所有位置點中抽樣出進行N倍抽樣，獲得用戶抽樣位置點集合，每個用戶位 置點的概率均為1/N;N為等待接入WLAN的用戶總數(shù)； 將待部署的AP的限制條件根據(jù)室內(nèi)地圖抽樣為AP位置點集合L_AP，其中：抽樣頻率 根據(jù)預設(shè)的精度S進行選取，且抽樣后相鄰兩個AP位置點的間距AcKS; 步驟三、對FCM聚類算法的隸屬度矩陣進行初始化，并將用戶抽樣位置點集合作為FCM聚類算法的輸入樣本，更新隸屬度矩陣，獲得聚類中心； 步驟四、選取AP位置點集合L_AP中與步驟三中所獲取的聚類中心點歐式距離最小的 點，作為更新后的聚類中心； 步驟五、計算當前更新后的聚類中心相對于前一次更新的聚類中心的差值，并判斷該 差值是否大于預設(shè)門限值且迭代次數(shù)小于預設(shè)的最大迭代次數(shù)，如果判斷結(jié)果為是，則返 回執(zhí)行步驟三；如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟六； 步驟六、按照當前的聚類中心在室內(nèi)部署AP。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法，其特征在于步驟一中 室內(nèi)可能存在的每個用戶滿足累計概率分布函數(shù)： F(X1Y) =P(x<X,y<Y), (X,Y)GC； 所有用戶的概率密度函數(shù)f(x,y)滿足：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于用戶位置分布的室內(nèi)AP部署方法，其特征在于步驟六獲 得的當前的聚類中心同時滿足以下條件： 條件（1)、每個類中的平均用戶數(shù)小于等于最大用戶數(shù)Nmax; 條件（2)、用戶位置點距離聚類中心的最大距離小于AP所能覆蓋的最大半徑d_; 條件（3)、在滿足條件（1)和條件（2)的同時，聚類數(shù)為最小。
【文檔編號】H04W16/20GK104507095SQ201410788942
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】徐玉濱, 唐舒, 馬琳, 崔揚, 劉寧慶 申請人:哈爾濱工業(yè)大學