A Collaborative Algorithm Design for Wireless Device Localization System

由於無線網路的普及，運用無線網路訊號強度來定位無線裝置的系統，也越來越受到重視。然而，在定位系統的運作過程當中，無線訊號強度分佈圖(Radio Map)的資料如何有效取得始終是一個大問題。有些研究採用實地測量的方式，但這種方式需要非常大的人力，而且測出來的數據會受到實測點當時的環境影響；部份則採取訊號衰減的數學模型來推導訊號強度，但這樣的方式容易忽略環境的影響，其準確度不高。本研究提出一個協同式的無線裝置定位演算法，整合了實地測量及數學推導法的優點。在我們提出來的方法當中，系統布建的AP會去測量其它AP的訊號強度，藉此數據去動態調整訊號衰減方程式的環境參數。在預測無線裝置位置的階段，我們也發展了一個可以接受非理想訊號強度值的定位演算法，藉此提升定位的準確度。由於本系統需要所有布建AP的協同合作，因此我們將之命名為協同式的無線裝置定位演算法，預期在未來，將能替無線數位生活的應用，提供新的助力。With the wide-spread deployment of wireless local area networks (WLAN), the location determination system based on WLAN has become a hot research area. Most WLAN localization systems are based on the received signal strength (RSS) and assume that RSS values have the same reliability. However, stronger RSS values are always more stable and have higher reliability. This study proposes a novel localization algorithm that can smartly utilize the reliability of RSS to improve the accuracy of localization. This thesis focuses on fundamental system deployment aspects of location estimation in 802.11-based wireless networks. Estimating the signal strength coverage of a wireless access point (AP), given its location at a site, is essential in many applications, e.g., for determining optimal AP placement. We use measurements from several fixed APs in a novel way to compute a signal coverage model for an AP at a random location. Our technique automatically takes into account the signal strength propagation characteristics of the site and also allows for an efficient deployment. We will present experimental results in the future that validate the practicality of the proposed technique.摘要 III Abstract IV 目錄 V 圖目錄 VI 表目錄 VII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與背景 1 1.2 論文貢獻與目的..…………………………………………………………………1 1.3 論文架構 2 第二章 相關研究 3 2.1 無線定位系統 3 第三章 定位系統架構與演算法 10 3.1 定位系統架構 10 3.2 定位系統流程 12 3.3 定位模組設計 14 3.4 行動裝置定位演算法 17 第四章 系統實作 23 4.1 實驗環境 23 4.2 實作方法 25 4.3 靜態行動裝置定位實驗結果 28 4.3.1三角範圍內行動裝置的定位位 置………………………………………….29 4.3.2三角範圍外行動裝置的定位位置………………………………………….32 4.4動態行動位置定位實驗結果..…………...…………………………………...34 第五章 結論與未來展望 38 5.1 結論 38 5.2 未來展望 39 參考文獻 4