[发明专利]一种基于加权无向图的室内无线定位AP快速部署方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，尤其涉及一种基于加权无向图的室内无线定位AP快速部署方法。

背景技术

 随着无线网络技术的飞速发展和人们对定位服务需求的日益增多，无线定位技术得到越来越多的关注。GPS(Global Position System，全球定位系统)是20世纪70年代由美国研制的以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务为目的的空间卫星导航定位系统。对于信号到达较为容易的开阔的室外环境，GPS可以提供高精度的定位信息。而对于室内环境，由于建筑物本身的遮挡以及建筑物内部结构包括墙壁、门窗、各种摆设和实时变化的人员走动，使得在室内环境中接收到的GPS信号极其微弱，无法从中获得定位所需的有效信息，因此需要考虑建立一种室内的定位系统，为日益增长的室内定位需求提供可靠的定位信息。

建立室内定位系统，大多是基于现有的通信网络设施，对其进行升级改进，使得其在实现无线网络通信的基础之上构建无线定位技术，为用户提供室内定位。目前室内的无线通信网络设施主要是基于WLAN。基于WLAN的室内定位系统构成如图1所示。AP(Access Point，无线接入点)是W LAN的核心设备，它负责无线网络的管理，通告自己的存在以及当前无线网络信息，让终端用户经过扫描匹配后能够与之关联，并控制通信过程。终端用户一般是计算机终端或智能手机等便携设备。地图与信号指纹数据服务器用于存储AP信号指纹数据，并把这些数据下载给终端用户。

WLAN的广泛应用源于它的众多优点：WLAN的网络布局简单，并具有较高的通信速度，符合现代社会对于移动通信、移动办公以及移动娱乐等要求。并且无线局域网的容量大、用户多、覆盖广等特点使得其应用更加广泛。WLAN主要的应用环境是室内环境和人们活动的热点地区。由于WLAN系统在室内环境的广泛应用和部署，基于WLAN通信系统的室内定位技术研究在此背景下发展起来了。在WLAN室内定位系统中，由于定位算法和定位精度的要求，对网络内信号的覆盖要求更加严格，因此对WLAN系统中接入点AP的快速部署的研究具有重大意义。

对于AP的部署，主要有如下两种研究方案：

一个是采用现场调研的方法。就是在进行系统的设计和实施之前，先对目标环境进行调查测量，以获得必要的部署参数。很明显，这种方法要花费大量的人力、财力等，其成本较高。每当进行新环境的组网时，都要重复上述的大量工作。而环境又是随机变化的，所以不能得到依赖于建筑物结构的一般性结论。这种方法是不可取的。

另一个方案是用计算机辅助设计的方法。通过建立数学模型找到AP的最佳数目和放置位置。解决最优化模型的方法有很多，其中大部分都用离散的数学模型找到AP的最佳位置，少部分用连续的数学模型求解。这些算法通常基于启发式算法(如，遗传算法)，参数设置和初始解集合的选择复杂，在针对大型空间时计算时间过于漫长，并且没有对信号强度和定位精度的关联性进行考虑。

目前主流研究的主题是WLAN系统组建时怎样实现全网的信号无缝覆盖问题，从国内外的研究现状来看，绝大数对于AP部署的研究都是考虑如何放置AP才使整个WLAN网络有高于一定门限值的信号覆盖，并且信号干扰低于某值。而很少以WLAN系统定位要求考虑如何放置AP才能得到更高的定位精度。因此，如何在复杂的室内空间中快速计算出AP的合理部署位置，是构造高精度的室内定位系统亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于加权无向图的室内无线定位AP快速部署方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包含如下步骤：

步骤(1)令加权无向图                                                ，生成描述抽象空间的加权无向图G，具体包含如下步骤：

1-1. 生成节点集合，对室内空间结构平面图D中的每一个房间, 若房间的外接圆半径小于等于r/2，则生成该房间对应的节点v, 使得节点集合； 若房间的外接圆半径大于r/2，则用多个正三角形对该房间进行覆盖，正三角形边长为， 对每个正三角形区域生成一个节点v，使得节点集合；所述的 r指代单个AP在空旷区域的信号覆盖半径，将外接圆半径小于等于r/2的房间和正三角形区域定义为覆盖单元。所述的k为实数，例如5米；由于AP为圆心、半径为k的范围内，该AP信号方差较大，不作为定位的首选依据，因此需要相邻区域的AP对该范围进行覆盖。