王康

摘要：針對傳統(tǒng)信號傳播模型對環(huán)境適變能力差，且定位精度不高的問題，提出一種動態(tài)RSSI加權(quán)系數(shù)模型。在鄰近接入點（AP，access point）多次測取信號接收強度（RSS，received signal strength），經(jīng)過高斯濾波算法對采集的RSSI進行數(shù)據(jù)濾波處理，再對分組數(shù)據(jù)賦予加權(quán)系數(shù)得到待定位節(jié)點鄰近點RSSI均值。進而合理改進傳統(tǒng)信號傳播模型環(huán)境參數(shù)的A ，n 值估計，得到滿足具體環(huán)境的動態(tài)自適應(yīng)室內(nèi)定位精度要求。實驗結(jié)果表明：該方法適應(yīng)多變環(huán)境的室內(nèi)定位要求，并提高了定位精度。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)信號傳播模型;接收信號強度;加權(quán)系數(shù);環(huán)境參數(shù);

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）34-0219-03

隨著人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對公共服務(wù)和生產(chǎn)安全越來越關(guān)注。尤其是對諸如礦井作業(yè)的高風(fēng)險工作地帶，一旦發(fā)生危機情況如何快速準確確定遇險人員的位置，成為現(xiàn)在研究的熱點。基于衛(wèi)星通信的全球定位系統(tǒng)GPS（Global Position System）已經(jīng)能夠很好地滿足室外定位的需求，廣泛應(yīng)用于軍事和民用等領(lǐng)域。然而在室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜的情況下GPS就失去了它的優(yōu)勢，由于多徑等影響，室內(nèi)無線電波傳播環(huán)境中，更多的是非視距（NLOS）環(huán)境。NLOS傳播帶來的誤差通常表現(xiàn)為信號延遲的增大、信號強度的衰弱以及到達角度的改變，因此如何提高室內(nèi)定位精度依舊是無線通信網(wǎng)絡(luò)研究中的重點[1]。

室內(nèi)定位方法可分為基于測距（Range-based）和無需測距定位（Range-free）兩類[8]。基于測距算法通過測量節(jié)點間的距離和角度，使用三邊測量和三角測量以及極大似然估計算法，主要定位技術(shù)有TOA、TDOA、AOA、RSSI等，無需測距通過網(wǎng)絡(luò)連通性等信息來實現(xiàn)開銷較低的定位，主要定位算法有APIT算法、DV-Hop算法、質(zhì)心算法和凸規(guī)劃算法等[12]。

傳統(tǒng)信號傳播模型采用固定A、n值方式，而實際室內(nèi)環(huán)境變化較大，因此室內(nèi)環(huán)境由于多徑等因素影響，A、n值變化具有動態(tài)性和時變性，使得定位精度誤差較大。為了提高室內(nèi)定位精度，使A、n值能準確反映室內(nèi)環(huán)境變化，本文基于傳統(tǒng)信號傳播模型環(huán)境參數(shù)[11]進行改進，用高斯濾波[10]、分組數(shù)據(jù)賦加權(quán)系數(shù)等方式優(yōu)化處理，以期達到良好的定位效果。

圖4為兩種方式的定位誤差分布，定位誤差3m以上的節(jié)點，傳統(tǒng)方式有12個，而借由本文環(huán)境參數(shù)改進后的只有2個。傳統(tǒng)方式定位誤差距離各段都存在，其中1m到4m居多;改進方式的各距離段節(jié)點個數(shù)隨定位誤差增大而減小，因此不難看出本文改進的傳播環(huán)境參數(shù)方法明顯定位誤差小于傳統(tǒng)方式定位誤差。本文算法定位誤差1m以內(nèi)的概率高達48.5%，且越大的定位誤差發(fā)生的概率越小，定位精度可以滿足實際應(yīng)用需求，所以改進的環(huán)境參數(shù)定位方法優(yōu)于傳統(tǒng)環(huán)境參數(shù)定位方法。

3 結(jié)束語

當(dāng)信息不斷被要求準確，室內(nèi)定位的精度要求也在不斷提高，目前已經(jīng)有許多學(xué)者提出了提高定位精度的方法。本文提出了一種改進傳播模型中環(huán)境參數(shù)的動態(tài)RSSI加權(quán)系數(shù)方式，有效彌補了傳統(tǒng)方式的不足，并進行了仿真測試和實驗。對實驗結(jié)果詳細分析和對比，本文方法優(yōu)于傳統(tǒng)方式，定位精度和穩(wěn)定性有顯著提高。

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