一种基于CSI和RSSI的混合指纹定位方法

针对现有的基于WiFi的位置指纹定位方法精度低、计算复杂度高的问题,提出了一种基于 CSI和RSSI的混合位置指纹定位方法MixedFi(A Mixed Fingerprint Localization Based on CSI and RSSI)。该方法在离线阶段结合了传统的接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication)与细粒度的信道状态信息CSI(Channel State Information)并将其作为原始位置指纹,有效利用各个接入点AP(Access Point)的信号特征信息,在线阶段引入空间聚类划分的思想对RSSI指纹地图进行合理划分,降低指纹空间的搜索时间。再通过主成分分析法PCA(Principal Component Analysis)提取CSI指纹特征,最后利用Kendall阶次相关系数自主选择近邻进行加权估计得到最终节点定位结果,解决了传统K近邻KNN(K Nearest Neighbors)方法定位精度低的问题。实验表明,与现有的基于单一指纹的定位方法相比,本文提出的方法有效降低了计算的复杂度?提高了定位精度。     

基于CSI信号的被动式室内指纹定位算法研究

基于信道状态信息(CSI)的定位技术在室内场景应用中被广泛关注,为了提高WiFi信号多径效应对接收信号强度指示的室内定位精度和稳定性,提出一种基于CSI信号的被动式室内指纹定位算法。该算法在离线阶段将定位场所划分为同等大小的区域块,在各连接点位置使用方差补偿的自适应卡尔曼滤波（Kalman）算法对原始数据进行滤波。再对滤波后的数据使用二分K均值聚类（K-means）算法进行分类,将处理得到的CSI幅值和相位信息共同作为指纹;在线阶段根据待测点采集的实时数据与指纹库进行匹配识别,被定位对象无需携带任何设备。仿真实验与实地实验表明,该算法利用信道状态信息中的子载波特征进行定位,能够有效减轻信号接收端的多径衰减影响,定位精度有明显提高。      

基于RSSI概率统计分布的室内定位方法

针对接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication,RSSI）时变现象影响WLAN室内定位精度问题进行了研究,提出了一种基于RSSI概率统计分布（Statistical Probability Distribution,SPD）的加权K最近邻（Weighted K-Nearest Neighbor,WKNN）方法--SPD-WKNN方法。该方法首先利用SPD方法得到指纹点RSSI向量区间;然后运用SVM算法选取测试点K个近邻指纹点,计算测试点RSSI向量到每个近邻指纹点的最小欧氏距离;最后结合WKNN算法获取定位结果。实验结果表明,SPD-WKNN方法与NN、KNN、WKNN、SVR和LSSVM方法相比定位误差分别降低了47.3%、41.6%、31.9%、27.1%和16.3%,呈现了良好的定位效果;利用SVM算法的稀疏性明显减小了运算时间。     

一种RSS和CSI融合的二阶段室内定位方法

针对基于接收信号强度RSS(Received Signal Strength)或信道状态信息CSI(Channel State Information)的室内定位方法在现实环境中定位精度低的问题,提出一种RSS和CSI融合的二阶段室内定位方法.离线训练时采集数据构建指纹库;在线测试时首先利用RSS和改进的k最近邻kNN(k-NearestNeighbor)算法进行位置粗略估计,然后根据粗略估计结果筛选参考点构建子指纹库,最后使用高斯核函数改进的k最近邻算法进行位置精确估计.将该定位方法在室内复杂环境和空旷环境两种环境中进行实验验证,定位精度分别达到72.4％和75.9％,并将本文方法与两种现有的经典定位方法DeepFi和Horus在同一环境中进行比较,实验结果表明该方法能够有效地减小定位误差、提高定位精度.     

室内信号强度指纹定位算法改进

由于人们对基于位置服务的需求越来越高,室内定位技术在诸多领域得到了广泛的应用,而定位算法则是室内定位研究的重点。首先介绍了最近邻和KNN两种信号强度指纹定位算法,并说明了KNN信号强度指纹算法的不足。在KNN信号强度指纹定位算法的基础上,提出了改进的基于区域划分的定位算法。在定位阶段,首先对接收信号强度进行补偿和滤波处理,以降低各种外在因素对定位精度的影响;同时对定位区域进行划分,选择主参考节点,并基于加权的最近邻匹配来选择最近的信号强度指纹;最后对定位结果进行计算并验证。仿真实验表明,改进的区域划分算法相对于传统的KNN算法,定位精度提高了22.2%,达到2.1m,证明了改进算法的可行性。     

基于K近邻法的WiFi定位研究与改进

在分析位置指纹识别算法的基础上,研究K近邻(KNN)法在室内定位中的应用。为提高定位精度,设计新的相似度计算公式。针对K近邻法计算量大问题,将聚类算法与KNN相结合,提出一种新的WiFi定位算法。实验结果表明,该算法在WiFi定位上与KNN精度基本一致,但定位时间相应缩短,可以满足室内和室外的定位要求。     

基于CSI的改进KNN室内定位方法

为了解决基于接收信号强度指示(RSSI)的室内定位方法定位精度低和稳定性差等问题,提出了一种基于信道状态信息(CSI)的无源室内定位算法。该算法使用卡尔曼滤波处理原始CSI信号,结合高斯径向基核函数加权的K邻近算法(RBF-KNN)与置信度空间进行室内定位。实验结果表明:该方法精度高于其他算法。     

基于近邻传播算法的动态自适应室内指纹定位算法

目前传统的室内指纹定位算法中存在以下几个问题,首先在构建指纹库时采用平均值的方式构造指纹库容易受到噪声点影响而降低定位精度,其次使用欧式距离衡量待定位点与指纹点之间的距离可能引入信号强度距离较近,物理距离较远的参考点参与估计待定位点的位置从而增大定位误差,以及当参考点数量较大时,由于K近邻算法的计算量较大,从而造成定位过程耗时较大,能源耗费较多的情况,除此之外,由于K近邻算法无法根据实际情况确定参与定位的参考点个数从而限制了定位系统的精确性和拓展性。针对上述问题,本文设计了一种基于近邻传播算法的动态自适应室内指纹定位算法。该算法在离线阶段对在每一个参考点采集的信号强度值使用方差滤波算法去除噪声值,然后利用加入了参考点物理信息的近邻传播算法对参考点进行聚类处理。在在线阶段,通过进行粗略定位和精确定位动态的估计待定位点的物理位置。经过实验证明,本文所提出的新算法较对比算法有较高的精确度和稳定度。     

基于Kmeans聚类的CSI室内定位

多径效应导致基于接收信号强度指示(RSSI)的室内定位精度不高,采用高细粒度的物理层信道状态信息(CSI)可以更好地描述室内多径环境,提高基于指纹的室内定位的精度。利用聚类算法提取CSI,提高了不同位置之间指纹的区分性。在定位阶段采用一种简单有效的方法进行类的匹配。实验结果表明,在使用单个信标的情况下,定位精度较以往算法提高了24%。     

基于RSSI的KNN-PIT室内自适应定位算法

针对基于接收信号强度指示(RSSI)的K最近邻(KNN)算法在室内定位精度较低的问题,提出一种改进的KNN-三角形内点(KNN-PIT)室内定位算法.根据室内空间结构特征,建立具有类标号的位置指纹库.引入虚拟参考点,利用PIT原理进一步约束目标点的定位区域,自适应地使用定位算法进行定位.综合运用高斯滤波、均值滤波技术,降低离线和在线阶段的信号随机误差.结果表明:改进后的KNN-PIT定位算法可以更好地估计用户的实际位置,降低定位误差,定位精度提高12.5％.     

基于代表点与K近邻的密度峰值聚类算法

密度峰值聚类(density peaks clustering, DPC)是一种基于密度的聚类算法,该算法可以直观地确定类簇数量,识别任意形状的类簇,并且自动检测、排除异常点.然而, DPC仍存在些许不足:一方面, DPC算法仅考虑全局分布,在类簇密度差距较大的数据集聚类效果较差;另一方面, DPC中点的分配策略容易导致“多米诺效应”.为此,基于代表点(representative points)与K近邻(K-nearest neighbors, KNN)提出了RKNN-DPC算法.首先,构造了K近邻密度,再引入代表点刻画样本的全局分布,提出了新的局部密度;然后,利用样本的K近邻信息,提出一种加权的K近邻分配策略以缓解“多米诺效应”;最后,在人工数据集和真实数据集上与5种聚类算法进行了对比实验,实验结果表明,所提出的RKNN-DPC可以更准确地识别类簇中心并且获得更好的聚类结果.     

基于类别平均距离的加权KNN分类算法

本文提出了一种改进的KNN分类算法,利用样本集合中同类别样本点间距离都十分接近的特点辅助KNN算法分类．将待分类样本点的K个最近邻样本点分别求出样本点所属类别的类别平均距离和样本点与待分类样本点距离的差值比,如果大于一个阈值,就将该样本点从K个最近邻的样本点中删除,再用此差值比对不同类别的样本点个数进行加权后执行多数投票,来决定待分类样本点所属的类别．改进后的KNN算法提高了分类的精度,并且时问复杂度与传统KNN算法相当．     

基于变精度粗糙集的KNN分类改进算法

传统KNN算法具有简单、稳定和高效的特点,在实际领域得到广泛应用。但算法的时间复杂度与样本规模成正比,大规模或高维数据会降低KNN分类效率。文中通过引入变精度粗糙集模型,提出一种改进的KNN分类算法。算法运用变精度粗糙集上下近似概念,将各类训练样本划分为核心和边界区域,分类过程计算新样本与各类的近似程度,获取新样本的归属区域,减小分类代价,增强算法的鲁棒性。实验表明,与传统KNN算法相比,文中算法保持较高的分类精度并有效提高分类效率,具有一定的理论与实际价值。     

部分信道状态信息下簇规模均匀的基站群快速分簇方案

在获取的信道状态信息(CSI)失真且信道快变的情况下,现有分簇方案需要获取全部基站的CSI且不能快速得到簇结构。针对以上问题,提出了一种基于近邻传播(AP)聚类思想的基站群快速分簇方案。该方案只需获取近邻基站间（部分）的CSI,通过近邻基站间协同的平均信干比(SIR)增益来构成稀疏化的相似度矩阵;然后,在近邻基站间进行协同信息的交互、更新,快速生成多个协同簇;最后,以簇合并带来的平均信干比增益大小为依据合并较小规模的簇,从而达到簇规模均匀的目的。仿真结果表明,与完全CSI下的现有分簇方案相比,所提方案不但收敛速度快,而且簇规模较均匀。     

基于RSS手指模的煤矿井下WLAN定位方法

到达信号强度(RSS)手指模定位技术已广泛应用于室内定位技术,提出了适用于煤矿井下由于电磁波多径效应而变得复杂的环境的RSS手指模定位算法。通过对煤矿井下电磁环境信息的采集,对采集到的信息进行处理,使用贝叶斯公式法估计出概率较大的3个位置,然后再使用最邻近法的欧几里德距离估计出位置。通过对实验数据的统计分析,仿真结果表明:提出的基于RSS手指模改进的融合算法的节点定位精度要比K邻近法的定位精度要高,定位性能要优越。     

基于KNN和RVM的分类方法——KNN RVM分类器

针对相关向量机(RVM)算法分类精度低、核参数选择困难等问题,文中提出临界滑动阈值的概念并以其为基础将RVM与K近邻(KNN)算法结合构建分类器——KNN-RVM分类器。从理论上提出并证明KNN-RVM分类过程等价于带软间隔约束的支持向量机的分类过程、KNN-RVM分类器等价于每类只选一个代表点的1-NN分类器、KNN-RVM分类效果优于RVM这3个结论。对这3个不同数据集进行实验证明临界滑动阈值的临界性与滑动性及KNN-RVM分类器的准确性、适应性及全局最优性,提高分类精度,减轻算法对核参数的依赖性,进而证明KNN-RVM分类器是一种有效的分类器。     

基于无线信道状态相位信息优化的定位算法

随着位置服务需求的增长,基于Wi-Fi接收信号的室内定位技术一直是研究热点之一.通过检测环境变化对Wi-Fi无线信道状态信息CSI的影响,从而实现对室内人员的定位具有通用性强、部署成本低等优点.针对大多系统仅使用CSI中幅度信息所带来准确性和稳定性不足的问题,设计并实现了一种基于CSI相位信息优化的定位算法,该方法通过采集幅度和相位参数相结合作为位置指纹特征,并对特征数据进行预先平滑去噪后进行指纹库的构建,然后通过机器学习方法进行人员位置的分类识别.由于相位和幅度信息可以相互补充,弥补了某些易混淆位置的分类错误,从而解决了采用单一特征的定位准确性和稳定性问题.实验进行了两种不同多径场景下的实验,比较了不同指纹特征选取、数据预处理方法以及三种机器学习算法对定位准确度的影响,其结果表明采用本文所提出算法总体上可以在仅使用CSI幅度特征的基础上提高13%.     

一种基于APIT的无线传感器网络混合型定位算法

针对现有近似三角形内点测试（ APIT）算法在信标节点密集环境下定位精度不高、稀疏环境下覆盖率较低的问题,提出了一种混合型定位算法。该算法通过减小三角形内点测试（ PIT）时的三角形误判、选择优良的三角形,提高了信标节点密集环境下的定位精度。同时,该算法结合DV-Hop算法与两点定位法在稀疏环境下能计算出未知节点坐标的优点,提高了信标节点稀疏环境下的定位覆盖率。仿真分析表明：混合型算法有效地提高了信标节点密集环境下的定位精度和信标节点稀疏环境下的定位覆盖率。     

慢衰落信道下并行HARQ系统的速率自适应算法

为提升慢衰落信道下多路并行混合自动重传请求（HARQ）系统的吞吐率性能,提出一种基于实时信道状态信息估计的速率自适应算法。设计适用于多次重传的速率自适应策略,推导系统吞吐率与速率选择的关系,并使用动态规划方法求解最优速率配置。瑞利衰落信道下的仿真结果表明,相比使用非实时信道状态信息的HARQ速率自适应算法,实时信道状态信息估计算法能够有效提升系统吞吐率性能,低信噪比情况下提升效果更明显。     

激光散乱点云K最近邻搜索算法

针对激光散乱点云的数据量大,且具有面型的特点,为降低存储器使用量,提高散乱点云的处理效率,提出了一种散乱点云K最近邻（KNN）搜索算法。首先,利用多级分块、动态链表的存储方式,只存储非空的子空间编号。对相邻子空间进行3进制编码,利用编码的对偶关系,建立相邻子空间之间的指针连接,构造出包含KNN搜索所需的各类信息的广义表,然后再搜索KNN。KNN搜索过程中,在计算被测点到候选点距离时,直接删除筛选立方体内切球之外的点,可将参入按距离排序的候选点数减少为现有算法的一半。依赖K值和不依赖K值的分块原则,均可计算不同的K邻域。实验结果表明,该算法不仅具有低的存储器使用量,而且具有较高的效率。