1.一种基于信息增益比的多特征模糊映射接入点优化方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、离线阶段,在目标环境中部署n个位置已知的AP并标定m个参考点(Reference Point,RP),其中,n与m均为整数;
off
步骤二、在每个RP处采集来自不同AP的RSS,构建离线RSS特征矩阵Z ;具体包括以下步骤:
步骤二(一)、在离线阶段,对于n个AP发射信号,在RP处提取接收信号强度序列RSS=
1 2 m j
{rss ,rss ,…,rss },其中,rss 表示在第j个RP处采集的来自目标环境中AP的RSS,j=j
1,…,m;其中,rss={rss1j,rss2j,…,rssnj},rssij表示在第j个RP处接收到的来自第i个AP的RSS,i=1,…,n,因此可获得接收信号强度集合为:步骤二(二)、基于步骤二(一),分别选取这些RSS数据的RSS均值、RSS方差、RSS最大值、RSS最小值、RSS最值差、RSS中值、最大概率RSS和RSS过均值概率作为标记RP的信号特征,并将信号特征的数目记为χ;
步骤二(三)、基于步骤二(二)构建离线RSS特征集合 其中,表示在线阶段目标环境中AP的第s个RSS特征,s=1,…,χ, 表示第i个AP在所有RP处的第s个RSS特征的均值,即 基于此,构建离线RSS特征矩阵:
off
步骤三、根据Z 构造AP的信息增益比集合Φ, 具体包括以下步骤:步骤三(一)、计算关于目标环境中所有RP的不确定度H(P):其中,m表示目标环境中的RP数目,pj表示第j个RP的先验概率,通常假设测试点在每个RP处的概率相等,即
off
步骤三(二)、对于第i个AP,记为APi,根据Z 将所有RP划分为U个子集C1i,…,CUi,其中,每个子集Cui中的RP具有相同的来自APi的离线RSS特征 s=1,…,χ,u=1,…,U,χ表示离线RSS特征类别数目;
步骤三(三)、根据 将所有RP划分为V个子集 其中,第v个 子集,v=1,
2,…,V表示对于APi具有相同 的RP集合;
off
步骤三(四)、对于APi,根据Z 计算目标环境中所有RP的不确定度H(P|APi):其中, 表示 中RP数目, 表示 中RP的不确定度,步骤三(五)、对于APi,根据 计算目标环境中所有RP关于第i个AP的第s个离线RSS特征的不确定度H(P|APi)s:off
步骤三(六)、根据Z 计算APi关于第s个离线RSS特征的信息增益比进而构造AP的信息增益比集合Φ:Φ=(ψ1,…,ψχ)
其中, 为AP关于 的信息增益比,s=1,…,χ;
off
步骤四、根据AP信息增益比集合Φ,构造离线RSS特征的模糊关系矩阵R ;具体包括以下步骤:
步骤四(一)、对于目标环境中AP的信息增益比集合Φ,对其进行归一化处理,即获得离线阶段目标AP的模糊隶属度,记为 表示目标环境中AP的位置分辨能力,其中, 表示离线阶段第i个AP的模糊隶属度;
步骤四(二)、对于离线RSS特征集合 计算第i个AP在所有RP处的第s个RSS特征的均值在所有AP的同一RSS特征期望的总和中所占的比例,即表示离线阶段第i个AP关于第s个RSS特征的隶属度;
步骤四(三)、基于步骤四(二),构造目标环境中所有AP关于χ个离线RSS特征的模糊关系矩阵:
off off
步骤五、根据R 并利用模糊关系方程,获取离线RSS特征的模糊权重A ;具体包括以下步骤:
步骤五(一)、令 其中, 表示 的模糊权重,构造关于离线RSS特征的模糊关系方程 其中,步骤五(二)、由步骤五(一),将 改写为:步骤五(三)、计算步骤五(二)方程组中第i个方程的第s个解其 中 , s ′=
1,…,s‑1,s+1,…,χ;
步骤五(四)、由步骤五(三),可得步骤五(二)方程组中第i个方程的解off (1) (n)
步骤五(五)、由步骤五(四),可得 的解A =A ∩…∩A ;
onli
步骤六、在线阶段,在测试点处采集来自不同AP的RSS,构建在线RSS特征矩阵Z ;具体包括以下步骤:
步骤六(一)、在在线阶段,对于目标环境中的n个AP和w个测试点,rssnω表示在第ω个测试点处接收到的来自第i个AP的RSS数据,ω=1,2,…,w;分别选取这些RSS数据与离线阶段相同的χ个RSS特征,构建在线RSS特征集合 其中,表示在线阶段目标环境中AP的第s个RSS特征, 表示第i个AP在所有测试点处的第s个RSS特征的期望,即
onli
步骤六(二)、基于在线RSS特征集合Z ,构建在线RSS特征矩阵:onli
步骤七、根据Z 并通过关于在线RSS特征的模糊映射,构造在线RSS特征的模糊判定矩onli
阵R ;具体包括以下步骤:步骤七(一)、将在线阶段目标环境中AP集合记为Q=(q1,q2,…,qn),其中,qi表示在线阶段目标环境中的第i个AP,基于此,建立RSS特征与AP的模糊映射为:onli
其中, 为Z 经模糊映射后所得的模糊集合, 具体地,s=1,…,χ, 表示目标AP关于第s个RSS特征的隶属度集合, 表示第i个AP在所有测试点处的第s个RSS特征的期望在目标环境中AP的同一RSS特征期望的总和中所占的比例,即为在线阶段第i个AP关于第s个RSS特征的隶属度;
步骤七(二)、基于步骤七(一)所得的RSS特征隶属度,构建AP关于在线阶段RSS特征模糊判定矩阵:
onli off
步骤八、根据R 和A ,利用模糊关系方程 可得:其中, 表示在线阶段第i
个AP的模糊隶属度, 表示在线阶段AP的模糊隶属度集合;
步骤九、将具有较大模糊隶属度的AP定义为具有较强位置分辨力的AP,基于此可构造具有较强位置分辨力的AP集合G,并将集合G中AP作为优化AP用于定位。