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WLAN定位试验网组网研究

作　者: 林倩倩
导　师: 徐玉滨
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: WLAN 网络覆盖信号强度定位精度
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

无线局域网技术作为新兴发展起来的一种无线电技术,因其特有的性能,能够提供精确的室内位置信息,非常适用于室内定位系统的应用。国外许多发达国家近年来投入了大量的人力物力对相关技术和产品进行研究和开发。我国正处于信息产业发展的关键时期,应该抓住机遇,争取在室内定位系统这个有着极大现实意义和广阔应用前景的领域有所突破。无线定位网中,网络的组建对于定位的最终效果有巨大的影响。本文针对上述问题,通过分析信道模型,考虑网络的需求,重点研究组网方法,最后结合定位算法优化网络。在研究组网前,必须要了解电磁波传播环境和特性,因为无线通信信道是影响网络性能的一个重要因素,同时也需要了解网络的组件,为组网打下基础。首先研究WLAN网络协议、WLAN组件,随后分析了信道的各种衰落统计特性,明确WLAN信道是对数正态分布的大尺度衰落信道,确定后续的研究方向。然后就衰落信道统计模型,讨论了对数距离衰减以及衰减因子模型。在网络覆盖中,提出了覆盖需求,对于每个不同区域分别对待,引出优先级的概念,充分考虑到了用户的需求。在具体选择放置发射机时,首先确定需要覆盖区域的大小,根据用户的需求,确定需求矩阵,测量发送天线传播阵列,及覆盖最低功率门限,选择合适的参数,应用天线传播矩阵对具体实验环境进行覆盖预测,确定AP合适的放置位置。该算法以最小AP数目,达到最低的覆盖要求为目标,对于实际组网有一定的理论指导依据。本文应用定位算法对网络的定位精度进行计算,并提出了优化,协调网络成本与定位精度,选取合适的网络来保证一定的精度。选取指纹定位技术(Fingerprint),通过离线阶段对室内环境的实际测量,为不同物理位置的接收信号特征参数建立相应的位置指纹数据库(Radio-map),而在在线阶段中将需要定位的移动终端用户实际接收数据与位置指纹库中存储的数据进行指纹匹配,实现移动终端用户的位置估计。该方法克服了其它无线定位技术受非视距传播、多径效应和各种噪声干扰的影响而定位精度低的缺点,系统独立性强,结构简单。匹配算法采用简单且应用广泛的最近邻算法,通过定位算法反馈的定位精度,调整AP个数,使最终的定位精度与网络布置达到一个协调。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题研究目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状分析  10-16
    1.2.1 无线局域网的国内外研究现状  10-12
    1.2.2 定位技术的现状及发展  12-14
    1.2.3 基于WLAN 的定位技术现状及展望  14-16
  1.3 主要研究内容及本文结构  16-18
第2章 WLAN 信道特性分析  18-26
  2.1 WLAN 协议简介  18-19
  2.2 WLAN 组件  19-20
    2.2.1 无线中心接入点  19-20
    2.2.2 终端信号接收点  20
  2.3 信道特性分析  20-25
    2.3.1 信道衰落的统计特性  21-22
    2.3.2 对数距离衰减模型  22-24
    2.3.3 衰减因子模型  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章基于WLAN 的组网设计  26-40
  3.1 拓扑方式  26-28
    3.1.1 自组织型WLAN  26-27
    3.1.2 基础结构型WLAN  27-28
  3.2 网络设计  28-33
    3.2.1 AP 选择  30
    3.2.2 放置模型  30-33
    3.2.3 网络覆盖评价标准  33
  3.3 实验验证  33-39
    3.3.1 实验环境规划  33-34
    3.3.2 门限接收功率  34
    3.3.3 发送天线传播矩阵  34-35
    3.3.4 需求矩阵  35-36
    3.3.5 实验结果  36-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章基于室内定位的实验系统性能分析  40-49
  4.1 室内定位技术分析  40-43
    4.1.1 各种定位技术分析比较  40-41
    4.1.2 指纹定位系统  41-43
  4.2 信号特性分析  43-46
  4.3 最近邻定位结果  46-47
  4.4 网络改进及验证  47-48
  4.5 本章小结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-54
攻读学位期间发表的学术论文  54-56
致谢  56

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