[发明专利]一种室内异构网络间协同定位方法、系统及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种室内异构网络间协同定位方法、系统及可读存储介质，在室内异构网络环境下，该方法通过分析定位区域内网络信号特点，将定位区域划分成网格的形式，对每一个网格内的定位区域单独分配网络权值，组合最佳协同定位方案，基于网络定位权值判断区域的可定性。该方法扩展性良好，可直接运用于任何异构网络定位区域，只需在离线阶段更新协同定位指纹库。仿真结果表明，本发明在定位精度和定位区域可定位率方面优于单一网络定位算法和等权定位算法。

技术领域

本发明属于通信网络定位领域，特别涉及一种室内异构网络间协同定位方法、系统及可读存储介质。

背景技术

随着信息行业的发展，物联网(Internet of Things，IOT)作为二十一世纪的新兴领域引领着信息产业革命。近年来物联网的研究及其相关技术正处在持续的蓬勃发展中。

物联网即物物相连的互联网，邬贺铨院士对物联网发展中的支撑技术进行了归纳总结，从物联网中的设备发现、定位、实际和虚拟实体的映射发现与搜索技术可看出目前对“物”的实际地理位置精度的要求颇高。目前，“物”的位置定位技术仍旧是国内外广泛关注的研究热点之一。

物联网定位的无线通信技术中，定位距离从远至近包括以GPS为代表的可覆盖全球的卫星通信技术、移动通信技术和短距离通信技术。卫星通信适用于室外环境，移动通信适用于 3G移动应用等，两者在室内定位环境容易干扰受限。短距离通信技术如Wi-Fi、UWB(ultra wideband)、ZigBee、RFID和Bluetooth等定位范围相对较小，适合局部范围的相对定位。

目前，在室内环境中，虽然单一通信网络的定位方法都有各自的局限性，不能同时适应各种网络环境下的定位，但在单一网络环境下的定位精度相对较高，较难满足各领域对更高定位误差的要求。而大规模布置的物联网本身具有网络异构性，在异构网络中的协同定位将成为提高“物”的定位性能的选择之一。

目前的无线通信技术，从定位范围来看，以GPS为代表的卫星定位系统覆盖最广，其次是基站定位的移动通信，Wi-Fi、UWB、ZigBee和蓝牙等短距离通信定位范围最小。GPS虽然定位精度较低，但相对定位精度最好，适用于车联网定位，Wi-Fi、Bluetooth以及ZigBee等定位精度较高而且组网成本较低，适用于无线网络定位，目前在智能城市和智能应用等领域应用较多。

无线通信网络定位一般是协同式的，不依靠单一节点进行定位，体现出一定的协同定位性。为提高单一网络的定位性能，研究人员提出的协同定位算法主要分为循环式、多跳式和缩小定位范围三种方式。早在20世纪末，Chris Savarese就提出了协同测距算法，将定位精度提高了5％，且在两年后又提出了将定位精度提高33％的二阶定位算法，两者均为循环式的协同定位算法。Savvides提出了N跳多点定位算法，将数据包通过多跳传输，增加了数据可信度，拓宽了定位范围。部分研究人员还通过不同定位算法制定了混合定位方案，缩小定位范围，有效减小定位误差，如AOA/TDOA、TOA/TDOA和TOA/RSS等。

迄今为止，单一网络定位技术已相对成熟，但由于单一网络信息的局限性，如何进行异构网络间的协同定位来提高定位性能成为研究热点之一。然而，异构网络间信息交互协议的不同，如何进行协同定位成为难点之一。Zhou等人提出了RFID与WSN技术的混合定位方法，提高了定位精度，但RFID技术用于人员定位时不侧重定位精度。王睿等人提出了基于WI-FI和蓝牙融合的室内定位算法，构建指纹库，对单一网络定位结果直接进行平均值处理，减小了定位误差，增强了算法健壮性，但说服力不强。

发明内容

本发明提出一种室内异构网络间协同定位方法、系统及可读存储介质，其目的在于克服现有技术中定位结果精度不高的问题。

一种室内异构网络间协同定位方法，包括离线阶段和在线阶段；

离线阶段：