[发明专利]基于用户行为特征的WLAN室内定位精度限估计方法

说明书

本发明公开了一种基于用户行为特征的WLAN室内定位精度限估计方法，首先对目标环境中的用户运动趋势进行分析；其次，对目标定位区域内的用户运动路径进行仿真，构建用户行为特征与用户所属区域信息熵之间的关系；再次，将WLAN室内定位过程模拟为彩色高斯噪声信道中的信息传播过程；最后，利用模拟系统的信道容量与用户所属区域的信息熵之间的约束关系，推导出WLAN室内定位精度限。本发明解决了传统WLAN定位精度限评估方法存在的稳定性差和应用范围局限问题。

技术领域

本发明属于室内定位技术，具体涉及一种基于用户行为特征的WLAN室内定位精度限 估计方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，人们对无线定位的需求与日俱增。在室外环境，全球定位 系统(Global Positioning System，GPS)等室外定位系统已经得到了广泛的运用。但在室内， 由于室内环境复杂多变、多径效应明显等原因，GPS等室外定位系统的性能差强人意。近 年来，随着无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)的普及与应用，利用现有的 WLAN基础设施进行定位受到人们的广泛关注。与此同时，WLAN室内定位精度限对定位 网络的部署和优化具有较强的工程指导作用，因此受到很多了学者的关注。

目前，对大多数WLAN室内定位精度限估计方法是基于克拉美罗下限(Cramer RaoLower Bound,CRLB)方法开展的。通过采用参考点处各无线接入点(Access Point，AP) 信号的联合分布概率构造费歇尔信息矩阵(Fisher Information Matrix，FIM)，推导出WLAN定位误差的CRLB。但是，该类方法不仅需要利用信号传播模型构造FIM，而且需要知道 AP位置的先验信息。当信号传播模型或AP位置不准确时，该方法会导致较大的估计误差。 此外，该方法在单AP的情况下无法工作。为了解决以上问题，有必要开发一种新的基于用 户行为特征的WLAN室内定位精度限估计方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于用户行为特征的WLAN室内定位精度限估计方法，它能 解决传统WLAN定位精度限评估方法中存在的稳定性差和应用范围局限问题。

本发明所述基于用户行为特征的WLAN室内定位精度限估计方法，包括以下步骤：

步骤一、对目标环境中用户在各个时间端的运动趋势进行分析；

步骤二、在目标定位区域内仿真生成N_trace条用户运动路径；

步骤三、将目标定位区域划分成M个子区域，其中，每个子区域的面积为4d²(＝2d×2d)，d为子区域边长的一半，S为目标环境的面积，M＝S/4d²；

步骤四、计算用户所属区域信息熵与子区域尺寸d之间的关系；具体包括以下 步骤：

步骤四(一)、当子区域尺寸为d时，基于N_trace条用户运动路径的仿真结果，统计出所 有运动路径经过每个子区域的数量

步骤四(二)、计算出目标位于子区域的概率

步骤四(三)、计算用户所属区域的信息熵

步骤四(四)、重复所述步骤四(一)到所述步骤四(三)，计算在不同子区域尺寸d下所属区域信息熵的值；

步骤四(五)、对所有与d的值进行对数拟合，得到用户所属区域信息熵与子区域尺寸d之间的关系式其中，α和β分别为系数和截距。

步骤五、将室内WLAN定位过程模拟为通信系统的信息传播过程，得到定位误差限与所模拟信道容量之间的关系式