[发明专利]一种基于广义延拓逼近模型的接收信号强度估计方法

说明书

本发明公开了一种基于广义延拓逼近模型的接收信号强度估计方法。首先，用户在目标区域内随机运动，测得路径上若干个参考点(Reference Point，RP)处接收到的来自多个位置未知无线接入点(Access Point，AP)的接收信号强度(Received Signal Strength，RSS)，同时对路径进行分割和筛选处理；再以各RP处接收到某个AP的RSS值为例，建立了分别以某条子路径上RP相对距离与各RP处RSS值为横纵坐标的直角坐标系；然后，划分了单元域及其对应的延拓域，并求解出单元域内定义的插值函数的未知系数；接着，在之前划分的单元域的基础上进行一次迭代算法；最后，还原出与真实函数高度拟合的曲线。本发明专利充分利用延拓域的额外信息，其在降低建库开销的同时保证了定位的精度。

技术领域

本发明属于室内定位技术，具体涉及一种基于广义延拓逼近模型的接收信号强度估计方法。

背景技术

随着移动互联网时代向物联网时代逐步发展，位置服务(Location-basedService，LBS)在人们的生活中的应用已经越来越广泛。目前较为流行的无线定位系统有全球定位系统(Global Position System，GPS)、蜂窝定位系统、蓝牙定位系统、射频识别定位系统、ZigBee定位系统以及WLAN定位系统。其中，由于GPS定位系统在室外定位领域具有较好的表现，因此最为常见。然而，在室内环境下由于各种障碍物和移动物体的遮挡，卫星信号衰减十分严重，使得其室内定位精度不尽人意。相比而言，Wi-Fi网络具有部署成本较低，环境适应性强且通信范围广等优势，于是基于接收信号强度(Received Signal Strength，RSS)的Wi-Fi定位已逐渐成为室内定位技术的主流。

Wi-Fi定位方法大致分为四类：到达时间(或时间差)定位、到达角度(或角度差)定位、传播模型定位以及位置指纹定位。其中，位置指纹定位无需部署大量硬件设备且精度可以达到大多数工程要求，因此应用较为广泛。基于位置指纹的定位方法主要包含两个阶段：离线阶段和在线阶段。在离线阶段，在预先标定好的若干参考点(Reference Point，RP)处测量来自不同无线接入点(Access Point，AP)的RSS，并利用这些RSS数据建立位置指纹数据库；在在线阶段，利用合适的定位算法在接收端将新采集的RSS与位置指纹数据库进行匹配，从而获得终端的估计位置。

随着参考点数目的增加，指纹信息更能反映出实际室内环境中RSS值的变化趋势，故系统的定位精度更高，然而在指纹库创建时需要耗费巨大的人力和财力资源，且在实际应用场景中AP的位置通常未知，不再适合采取模型法来估计RSS值。因此，低成本、高精度的动态定位系统受到越来越多学者的关注。针对上述问题，本发明设计了一种可以明显减少工作量同时保证定位精度的接收信号强度估计方法，该方法首先测得用户所走路径上各RP处接收到的来自各AP的RSS值，并对路径进行分割和筛选处理，再以各RP处接收到某个AP的RSS值为例，建立了分别以某条子路径上RP相对距离与各RP处RSS值为横纵坐标的直角坐标系；然后在横坐标上划分了单元域及延拓域，并通过延拓域内构建的广义延拓逼近模型求解出单元域内广义插值函数的未知系数；接着以各单元域内的极大值点为界划分迭代单元域及迭代延拓域，并进行一次迭代算法；最终还原出与真实函数高度拟合的曲线。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于广义延拓逼近模型的接收信号强度估计方法，它利用延拓域的额外信息，使单元域内的插值函数既能够充分利用邻近单元的信息，又保证插值函数与延拓域的逼近函数相互协调，其在降低建库开销的同时保证了定位的精度。

本发明所述的一种基于广义延拓逼近模型的接收信号强度估计方法，包括以下步骤：

步骤一、用户在目标区域内随机运动，并在运动路径上记录N个参考点(ReferencePoint，RP)处接收到的来自M个位置未知无线接入点(Access Point，AP)的接收信号强度(Received Signal Strength，RSS)；