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1、*南 大 摩 物 联 网 定 位 技 术 实 验 报 告 学 生 姓 名 关 华 学 号 专 业 班 级 物 联 网 工 程 1301班 指 导 老 师 张 士 庚 学 信 息 科 学 与 工 程 学 院 院 完 毕 时 间 2023年 6 月目 录 实 验 一 W i-F i 指 纹 定 位 系 统 的 实 现 与 性 能 评 价。错 误!未 定 义 书 签。1.实 验 目 的。2.实 验 背 景.错 误!未 定 义 书 签。3.实 验 原 理.错 误!未 定 义 书 签。3.1 w i f i 基 础 知 识.错 误!未 定 义 书 签。3.2 室 内 定 位 方 法 建 模.错 误!未
2、定 义 书 签。3.3 指 纹 定 位 算 法.错 误!未 定 义 书 签。4.关 键 代 码.错 误!未 定 义 书 签。5.实 验 结 果.错 误!未 定 义 书 签。6.室 内 定 位 误 差 分 析。错 误!未 定 义 书 签。实 验 二 无 线 传 感 器 网 络 定 位 实 验。错 误!未 定 义 书 签。1.实 验 目 的.122.实 验 规 定.错 误!未 定 义 书 签。3.算 法 介 绍,错 误!未 定 义 书 签。3.1基 本 内 容 介 绍 12。3.2 迭 代 多 边 定 位 算 法。错 误!未 定 义 书 签。3.3 DV HOP算 法.错 误!未 定 义 书 签。
3、3.4 PDM算 法。错 误!未 定 义 书 签。4.算 法 实 现。错 误!未 定 义 书 签。4.1迭 代 多 边 定 位 算 法。错 误!未 定 义 书 签。4.2 D V H O P算 法。错 误!未 定 义 书 签。4.3 PDM算 法。错 误!未 定 义 书 签。5.实 验 结 果 和 分 析.错 误!未 定 义 书 签。迭 代 多 边 定 位 算 法。错 误!未 定 义 书 签。D V-H O P算 法 错 误!未 定 义 书 签。PDM算 法。错 误!未 定 义 书 签。三.实 验 总 结。错 误!未 定 义 书 签。实 验 一 W i-F i 指 纹 定 位 系 统 的 实
4、现 与 性 能 评 价 1.实 验 目 的 通 过 实 现 一 个 基 于 W i-F i 指 纹 的 室 内 定 位 系 统,掌 握 指 纹 定 位 的 原 理 和 实 现 方 式,并 进 行 测 试,对 所 实 现 的 指 纹 定 位 系 统 的 误 差 性 能 进 行 评 价。2.实 验 背 景 W IF I位 置 指 纹 定 位 技 术 是 基 于 接 受 信 号 传 播 特 性 而 进 行 定 位 的，与 传 统 定 位 技 术 相 比,其 无 需 额 外 添 加 设 备 来 进 行 角 度 测 量 与 时 间 同 步，且 充 足 运 用 了 己 有 W1 F I无 线 网 络，减
5、少 其 使 用 成 本。另 一 方 面，W IFI位 置 指 纹 定 位 技 术 与 传 统 室 内 定 位 技 术（如:视 频 信 号 与 红 外 定 位）相 比，其 扩 展 性 更 强、应 用 范 围 更 广。由 于 W I F I信 号 传 输 时 受 非 视 距、多 径 衰 落 等 因 素 影 响 较 小,故 基 于 W IF I网 络 的 指 纹 定 位 系 统 稳 定 性 较 强，而 基 于 红 外 或 视 频 信 号 定 位 技 术 在 使 用 时 较 易 受 限,比 如:在 阳 光 直 射 或 突 光 照 射 下 基 于 红 外 技 术 定 位 的 精 度 将 大 大 减 少，
6、而 基 于 视 频 信 号 的 定 位 技 术 使 用 前 提 是 移 动 终 端 必 须 在 可 视 条 件 下。在 城 市 人 口 居 住 密 集 的 今 天，由 于 室 内 与 地 下 的 无 线 基 站 信 号 较 弱，现 有 主 流 定 位 技 术 GPS、AG PS、G o o g 1 e M a p 等 在 室 内 与 地 下 定 位 时 均 存 在 盲 区,且 定 位 精 度 不 高，而 W IF I位 置 指 纹 定 位 技 术 可 通 过 W IF I 网 络 中 的 A P进 行 定 位，避 免 了 对 无 线 基 站 网 络 的 依 赖，从 而 实 现 了 地 下 或
7、室 内 环 境 的 准 确 高 效 定 位,其 在 地 下 室 内 商 场、停 车 场、物 流 等 行 业 均 具 有 潜 在 应 用 价 值。3.实 验 原 理 3.1 w ifi基 础 知 识 W 1 F I网 络 的 组 成 结 构 如 下 图 2-1所 示，重 要 涉 及 了 接 入 点（A c cess Poin t,AP)站 点(S tati o n,S TA)、无 线 传 输 介 质(Wi r less Med i um,W M)与 分 布 式 系 统(Di s t r i b ut i onS y stem,D S)o夕 飞 P U A电 话 O*tLHO无 纹 盟 WIAIH
8、M UUOBt H 7 K*3 易 无 攫 PG同 卜 v（1 u）h*m&专 无 线 V S H 适 配 森 IL M W 140 露 内 W IFI无 线 网 络 工 作 原 理 框 图 3.2室 内 定 位 方 法 建 模 传 播 模 型 定 位 法 是 根 据 信 号 传 播 距 离 与 衰 减 的 关 系 进 行 建 模,并 通 过 建 立 的 传 播 模 型 将 R S S转 换 成 信 号 的 传 播 距 离,从 而 完 毕 对 移 动 终 端 的 定 位。传 播 模 型法 在 定 位 时 无 需 额 外 的 硬 件 设 备，故 其 定 位 成 本 很 低,且 其 在 定 位 时
9、 不 会 影 响 到 现 有 网 络 数 据 的 传 输。虽 然 传 播 模 型 定 位 法 有 以 上 优 点，但 由 于 其 定 位 精 度 不 高 导 致 其 应 用 范 围 不 是 很 广，目 前 播 模 型 定 位 法 只 应 用 于 粗 略 定 位 与 测 距 中，其 定 位 环 节 如 下:在 己 知 室 内 环 境 下，运 用 接 受 信 号 强 度 估 计 此 环 境 下 的 传 播 模 型 与 参 数 值;运 用 中 的 传 播 模 型,通 过 获 取 未 知 终 端 节 点 的 RSS来 完 毕 对 其 定 位。位 置 指 纹 定 位 法 是 通 过 移 动 终 端 的
10、R S S 与 指 纹 库 中 的 指 纹 数 据 进 行 匹 配,然 后 再 通 过 某 种 算 法 来 计 算 其 位 置。3.3指 纹 定 位 算 法。无 线 信 号 依 赖 传 播 环 境，在 不 同 位 置 上，其 信 道 的 多 径 特 性 也 均 不 相 同。无 线 信 号 在 传 播 过 程 中 经 反 射、折 射、散 射 后，生 成 与 传 播 环 境 相 关 且 独 特 的 信 号，我 们 称 此 多 径 特 性 为“位 置 指 纹”。信 号 的 多 径 特 性 涉 及 信 号 强 度、脉 冲 响 应 时 间、信 噪 比 等，本 文 重 要 采 用 接 受 AP 信 号 的
11、 强 度 值（即 RSS）作 为 信 号 指 纹 特 性。位 置 指 纹 法 在 定 位 过 程 中 分、离 线/训 练，与 在 线/定 位，两 个 阶 段，其 定 位 流 程 如 下 图 所 Zjs o 离 线/训 练 阶 段 指 纹 定 位 在 离 线 阶 段 重 要 采 集 定 位 场 合 中 各 参 考 点 位 置 上 的 信 号 多 径 特 性（信 号 强 度），从 而 建 立 位 置 指 纹 数 据 库。在 线/定 位 阶 段 在 实 际 定 位 过 程 中，移 动 终 端 一 方 面 会 接 受 到 周 边 AP接 入 点 发 出 的 信 号 特 性 记 为 Rs s,然 后 则
12、 可 遍 历 指 纹 数 据 库 对 此 R S S 矢 量 进 行 匹 配,最 后 再 采 用 某 种 指 纹 定 位 算 法 计 算 出 移 动 终 端 的 位 置。常 用 的 指 纹 定 位 算 法 有：最 近 邻 法 C N N）、K 近 邻 法（KNN）、K 加 权 近 邻 法（W K N N）、贝 叶 斯 概 率 算 法、BP神 经 网 络 算 法 等.假 设 在 定 位 区 域 中 共 有 L 个 位 置 指 纹 参 考 点，记 为 F 1,F2，.FI,其 与 一 组 位 置 坐 标 L1,L2，.L7-映 射 即 指 纹 F i在 定 位 区 域 中 相 应 的 位 置 坐
13、标 为 Li=(Xi,Yi)。在“在 线/定 位”阶 段 时，移 动 终 端 会 接 受 到 周 边 n 个 A P热 点 发 送 的 信 号 强 度 矢 量，记 为 S,其 中 S=(S1,S 2,.S n)o 通 过 贝 叶 斯 公 式 计 算 后 验 概 率：P(L i|S)*P(Li)=P(S)P(S|Li)*P(L i)假 设 选 取 参 考 点 是 随 机 的，均 匀 分 布，即 P(L i)=1/L o由 于 在 某 一 位 置 指 纹 处，来 自 每 个 接 入 点 A P 的 R S S(接 受 信 号 强 度)互 不 相 关，所 以 可 以 得 到:P(S Li)=P(SI
14、 L i)P(S2Li).P(Sn Li)观 测 数 据 发 现 某 一 位 置 指 纹 处 的 接 受 信 号 强 度 服 从 高 斯 正 态 分 布,所 以 可 以 进 行 近 似 模 拟。最 后 以 概 率 值 P(L i S)作 为 定 位 区 域 中 指 纹 参 考 点 的 权 重，并 估 计 出 移 动 终 端 的 位 置。4.关 键 代 码/*计 算 距 离，并 且 找 出 最 小 距 离 的 点 和 值。o*ret u rno*/private Point ca 1 c u 1 at e()o om i n Dist a n c e=D ouble.MAX_VALUE；o m
15、i n i=-1；odo uble tempD is t ance;o odista n ce=n ew doub 1 e tot a 1 Points.s ize()-1;o oP o int e ndPoint=t o t al P oint s.g et(tot a IPo i nt s.s ize()-1)；fo r(in t i=0;i total P oints.si z e()1；i+)tempD i sta n e e=calcu 1 a t e_ Di s t an c e(e n d P oint,t ot alPoints.get(i);o d ist a nee i=t
16、empDis t an c e;o oi f(t e mpDi stance m i n D i s t a nee)o o mi n D i s t a nee=t emp D i s t anc e；o min i=i;o)re t u rn t o t a l Points.g e t(mi n i)；)/*计 算 两 点 之 间 的 距 离 o*p a ram poi n t 1o*p a ram p oi n t 2o*re t urn*/p r i v a t e dou b 1 e c alcula t e_Dist a nee(P o int pointl Poi n t po
17、int 2)(o f lo a t result=0.Of;String s t r；o oMap tempM a pl=n e w H as h Map();o oM a p temp Ma p2=n ew HashM a p()；o o in t iz j;o ofo r(j=0；j point2.aps.s i z e();j+)otempMap2.p u t(p o i nt2.a p s.g e t(j).SSID,po i nt2.aps.get(j).level);0)for(i=0;i poi ntl.aps.sizeO;i+)otem p Mapl.put(poi n tl.
18、ap s.g et(i).SSID,p ointi.aps.get(i).level);o Ite rat o r ite r a t or=total A Ps.ite r ator();owhil e(iterator.ha s Next()o o ost r=iter a t o r.next()；oi f(tempMapl.conta i nsKey(s t r)&tem p Ma p 2.c o n ta i ns Key(str)res u 1 t+=(tempMap 1.get(s t r)-tem p Map 2.get(s t r)o o o*(tempMapl.ge t(s
19、tr)-t e mpM a p 2.get(s t r);。)o i f(tempM a p 1.con t ains Key(s t r)&!tempMap2.cont a i n sKey(st r)o o r e s u 1 t+=(tem p Mapl.get(str)-minLevel.get(st r)a o*(tempM a p 1.get(str)-min L eve 1.g e t(s t r);o)oif(!tempM a pl.c o n ta i nsKey(s t r)&t empMa p 2.co n tain sKey(str)o r esult+=(tempMa
20、p2.g e t(s t r)-minLevel.get(s t r)ooo*(tempM a p 2.get(s tr)-minLev e 1.g et(str);)0 retu r n M a th.sqrt(resul t)；0 5.实 验 结 果 36，w i f i-UH/-W由 tt人 要 保 舞 的 文 件&wifi.txtp riv a te v o id w s iee T o F ile(S trin g file K a n e,Sezmg content)(tespM apl.ccntam sK ey(atr)H cenpHspZ.containsre s u lt+(
21、te a 9 M a p l.a e t(s tr)-K in L ev el.g et(s cr,(te ap M ap l.ge t(a te)-B ln L evel.gc(s tr，tespHapZ.ccntaxns!Ire s u lt a(texpMap2.get(a tr)-B xalevel.g ecfser,I,(te iM p2.8 et(tr-K in le ve l.g cc c r I 将 打 相 的 值 息 可 入 文 件,ffpAroai fllcH aiM,Sparaai conccotProblm JMidoc 说 OUrMion/S*r gi pinkton
22、gji 1 pfojtctl)打 Servers，Te.Twtori*OnFcDtctWebPainter 笛 Wechat，W FIC，ck”V i V/ifiScan2e l i*Android 40.3 1 Android Priwtle librnv 津 sre*田 convexample-wifiscanZ g)AP.j”*|fl M*inActvityjv2)Pointjava 29 9en Jrw File，！，Android Dpndmds，assets 耳 bin rc n Androch/X。：MainActivity.java K Android2016-06-22(20
23、18-06-222016-06-222016-06-22raoi-o c-321 7 i13s35-W ifiScasS Uploading W lfiScan2.apk onto device17:12:41-MiiScan2)X n scallu ia W ltlS ca o 2.ap k.*7;1 4;5 6-Wli3cn21 F a ile d to i a s M ll ViiScft2.apk OB17:14:56-BiCi3cn2J(n u ll)1 7 tl4:5 T-BxeiScan?Launch c*n c l*a 代 码 调 试 截 图 计 R d近 点 H V V vZ
24、eV l Ed，T ASNmditTexthandler Hacn enew Handle,nt：imAPccunl.m ttimesValueR*N*m，pt PrwrtStteaminfo:Springpth:firing I IorCreste BundlenewOnCIkicnew OnClickcalculdteOck3te_gsncwrit*ToFil$trinionCreteO ption!日，：Q O中 国 移 动 4G 0 令=川 厘 3%17:10WifiScan2开 始 扫 描 x：0 0扫 描 次 数:间 隔 时 间：(ms)|500请 输 入 要 保 存 的 文 件
25、名：w ifi.txt计 算 最 近 点 Hello实 验 界 面 截 图。得 力 I 03*.17:14WifiScan2开 始 扫 描 开 始 扫 描 X:Y:扫 描 次 数：间 隔 时 间：(ms)|请 输 入 要 保 存 的 文 件 名：wifi.txtX:Y:扫 描 次 数：间 隔 时 间:(ms)|请 输 入 要 保 存 的 文 件 名：Wifi.txt计 算 最 近 点 计 算 最 近 点 Starting Scan.扫 描 完 成!Starting Scan.扫 描 完 成!第 一 次、第 二 次 扫 描 截 图 1 wifi.B-1 X|/文 件 旧 E(E)=9)/(V)卬
26、 期(H)i 20166 228 5:1 0:2 3 X=0 Y=0 10 fBjfg：50mslBSSID：80：56：f2：eb：5e：b7 level:-28 frequency2437BSSID：e0:30：05：65：57:f0 level：-32*|62BSSID：0e：27:ld：00：b3：47 level：-84 frequency2462BSSID：b4：43：7a：bc：3b：ca level：-78 frequency2437BSSID：b4：41：7a：bc：3b：c9 level：-81 frequequency2412BSSID：5a：d2：24：a7：ba：0c
27、 level：-75 frequency2462BSSID：0a：27：ld：00：b3：47 level：-85 frequency2462BSSID：Oe：27：Id：00：b3：47 level：-8V：-73 frequency2437BSSID:b4：43：7a：bb：ce：5b level：-73 frequency2437BSSID：b4：43：7a：ba：dd：Ob level：-71 frequency2412BSSID：5a：d2：24：a7:ba：0c初 a level：-80 frequency2462BSSID：b4：41；7a：bb：dl：59 level：-78
28、frequency2462BSSID：b4:41:7a：bb：ce：5a level：-73 frequency2437BSSID：b4：43：7a：bb，:94：72：27 level：-77 frequency2462BSSID:b4:43：7a：bc：74：c0 level：-85 frequency2412BSSID：b4:43:7a：bb:dl:5a 1evel:-80 frequency2462BSSID：b4：5e:65：9d:e6:fe：59 level:-74 frequency2412BSSID:56:2f:68:57:49:2b 1evel:-63 frequency24
29、37BSSID；lc：3e：84：94:72：27 level：-77 frequency2462B I12BSSID：b4:41:7a:ba：dd:0a level:-71 frequency2412BSSID:62：Oe:d9:ac:84:9e level:-58 frequency2437BSSID:5e：65:9d：e6:fe；59 level：-74 frequen I uency2437BSSID:dO:Oe:d9:ac:84:9d level:-58 frequency2437BSSID:0c:84:de:19:5d:47 level:-69 frequency2462BSSID
30、:b4:41:7a:ba:dd:0a level:-71 II-33 frequency2437BSSID:b4:41:7a：bb:08:41 level:-47 frequency2437BSSID:b4:43:7a:bb:08:42 level:-48 frequency2437BSSID:dO:Oe:d9:ac:84:9d 17 level:-28 frequency2437BSSID:eO:30:05:65:57:f0 level:-32 frequency2437BSSID:e0:31:05:65:57:fl level:-33 frequency2437BSSID:b4:41:7a
31、:bb:3b:ca level:-78 frequency2437BSSID:b4:41:?a:bc：3b：c9 level:-81 frequency24372016年 6月 22日 下 午 5:10:46 X=0 Y=0 次 数；10 间 隔；50mslBSSI.24:a7:ba:0c level:-75 frequency2462BSSID:0a:27:Id:00:b3:47 level:-85 frequency2462BSSID:Oe:27:Id:00:b3:47 level:-84 frejuency2462BSSID:b.I D:b4:41:7a:bb:ce:5a level:-
32、73 frequency2437BSSID:b4:43:7a:bb:ce:5b level:-73 frequency2437BSSID:b4:43:7a:ba:dd:0b level:-73 frequency241qI 462BSSID:b4:43:7a:bc:74:cO level:-85 frequency2412BSSID:b4:43:7a:bb:dl:5a level:-77 frequency2462BSSID:b4:41:7a:bb:dl:59 level:-76 frequejuency2437BSSID:5e:65:9d:e6:fe:59 level:-74 frGquen
33、cy2412BSSID:56:2f:68:57:49:2b level:-56 frequency2437BSSID:1c:3e:84:94:72:27 level：-l：-72 frequency2437BSSID:0c:84:dc:f9:5d:47 level:-62 frequency2462BSSID:b4:41:7a:ba:dd:Oa level:-73 frequency2412BSSID:62:Oe:d9:ac:84:9efl level:-35 frequency2437BSSID:b4:41:7a:bb:08:41 level:-47 frequency2437BSSID:b
34、4:43:7a:bb:08:42 level:-46 frequency2437BSSID:dO:Oe:d9:ac:74:c3 level:-74 frequency24127BSSID:80:56:f2:eb:5e:b7 level:-29 frequency2437BSSID:eO:30:05:65:57:f0 level:-35 frequency2437BSSID:GO:3:27:ld:00:b3:47 level:-84 frequency2462BSSID:b4:43:7a:bc:3b:ca level:-78 frequency2437BSSID:b4:41:7a:bc:3b:c
35、9 level:-81 frequency2437BSSBSSID：b4:43：7a：ba：dd:0b level：-73 frequency2412BSSID:5a:d2：24：a7:ba：Oc level：-75 frequency2462BSSID:Oa：27:Id：00：b3：47 level：-85 frequencncy2462BSSID:b4:41：7a:bb：dl:59 level:-76 frequency2462BSSID:b4:41:7a:bb:ce：5a level：-73 frequency2437BSSID：b4：43：7a:bb:ce：5b level:-73 f
36、56 frequency2437BSSID:lc；3e：84:94:72:27 level：-77 frequency2462BSSID:b4:43:7a：be:74:cO level:-85 frequency2412BSSID:b4:43:7a:bb:dl：5a level:-64 frequency2462BSSID：b4:41:7a:ba:dd:Oa level:-79 frequency2412BSSID:62：Oe：d9:ac：84：9e level:-64 frequency2437BSSID：56:2f:68：57:49:24:9e level:-64 frequency243
37、7BSSID：56:2f:68：57:49:2b level：-56 frequency2437BSSID：1c：3e:84:94：72：27 level:-67 frequency2462BSSID:b4:43：7a：84：94：72：27 level:-67 frequency2462BSSID：b4：43：7a:be:74：cO level：-77 frequency2412BSSID：b4：43:7a：bb:dl：5a level：-81 frequency2462BSSID：ID：b4：43：7a：bb:dl：5a level:-81 frequency2462BSSID：b4：41
38、：7a：bb：dl：59 level：-82 frequency2462BSSID：b4：43：7a：ba：dd：Ob level：-78 frequency242462BSSID：b4：43：7a：ba：dd：Ob level：-78 frequency2412BSSID：5a：d2：24：a7：ba:0c level：-79 frequency2462BSSID：b4：41：7a：bc：74：c3 level：-80 freqw i fi.tx t 截 图中 国 移 动 4G WifiScan2年 合 3 I开 始 扫 描 X:Y:扫 描 次 数：间 隔 时 间：（m a请 输 入 要 保
39、 存 的 文 件 名：W ifi.txt计 算 最 近 点 Point1X=0Y=0你 华 锅 锅-30ChinaNet-udX9-33iTV-1234-32ChinaNet-4Dmll-43iTV-1234-43ChinaNet-gYW4-73wifi111-72ChinaNet-vijd-70iTV-gYW4-73Axz-71草 拟 耙 耙 的 还 进 沟-65iTV-1234-77iTV-1234-75ChinaNet-TGcg-77iTV-1234-66exhentai.org-79ChinaNet-psfn-80MERCURY.LXB-69中 国 移 动 4G 9 暂 S D i 1
40、7:15WifiScan2草 拟 耙 杷 的 还 进 沟-65iTV-1234-77iTV-1234-75ChinaNet-TGcg-77iTV-1234-66exhentai.org-79ChinaNet-psfn-80MERCURY.LXB-69ChinaNet-CSU-81ChinaNet-sr2j-80iTV-1234-83Distance:37.094473981982816The measure point:X=10 Y=10你 华 锅 锅-29ChinaNet-udX9-34iTV-1234-34ChinaNet-4DmU-79iTV-1234-43ChinaNet-gYW4-7
41、3w ifil 11-67ChinaNet-vijd-74iTV-gYW4-75Axz-69草 拟 耙 杷 的 还 进 沟-69iTV-1234-75iTV-1234-74ChinaNet-TGcg-79iTV-1234-74ChinaNet-psfn-77MERCURY.LXB-69ChinaNet-sr2j-80iTV-1234-83So the nearestPoint is:Point 1distance is:37.094473981982816计 算 结 果 截 图 6.室 内 定 位 误 差 分 析 由 于 室 内 环 境 比 较 复 杂，信 号 在 室 内 传 播 时 会 受
42、到 不 同 限 度 的 影 响，而 导 致 此 影 响 的 因 素 重 要 有 以 下 三 种：非 视 距 传 播、多 径 传 播、阴 影 效 应。非 视 距 传 播 由 于 在 信 号 的 发 射 端 与 接 受 端 之 间 的 直 射 途 径 上 存 在 障 碍 物，导 致 无 线 电 波 不 能 在 收 发 两 端 进 行 直 射 传 播，而 只 能 通 过 反 射、折 射 进 行 传 播，由 此 在 接 受 端 测 得 的 信 号 特 性，如 信 号 到 达 时 间、信 号 强 度、入 射 角、到 达 时 间 差 等，将 无 法 准 确 的 反 映 出 收 发 两 端 之 间 的 真
43、实 距 离，我 们 称 这 种 现 象 为 信 号 的 非 视 距 传 播。多 径 传 播 由 于 信 号 接 受 端 所 处 环 境 复 杂，使 得 发 射 的 电 磁 波 在 向 外 扩 散 过 程 中 碰 到 各 种 障 碍 物,使 得 信 号 在 传 播 过 程 中 受 到 反 射、散 射、绕 射 等 影 响，导 致 接 受 到 的 信 号 为 多 条 途 径 上 信 号 的 矢 量 和。由 于 每 条 途 径 上 信 号 的 强 度、到 达 时 间、到 达 载 波 相 位 都 不 相 同，则 产 生 多 径 干 扰，这 种 现 象 即 为 多 径 传 播。阴 影 效 应 阴 影 效
44、应 是 指 移 动 终 端 在 移 动 过 程 中，有 一 些 大 型 障 碍 物 阻 挡 了 其 无 线 电 波 的 直 射 途 径，从 而 导 致 信 号 接 受 区 域 中 存 在 半 盲 区，在 电 磁 场 中 形 成 了 阴 影，致 使 信 号 接 受 点 场 强 在 终 端 移 动 过 程 中 起 伏 变 化,我 们 称 此 现 象 为 阴 影 效 应。除 以 上 三 种 环 境 客 观 因 素 外,指 纹 定 位 选 取 的 信 号 传 播 模 型、定 位 场 景 中 AP与 位 置 指 纹 参 考 点 的 配 置 以 及 选 取 的 定 位 算 法 均 会 影 响 定 位 精
45、度。除 此 之 外，定 位 温 度、方 向、移 动 终 端 运 动 状 态 也 均 会 影 响 定 位 精 度。实 验 二 无 线 传 感 器 网 络 定 位 实 验 1.实 验 目 的 了 解 典 型 的 无 线 传 感 器 网 络 定 位 算 法；在 所 给 的 网 络 中 实 现 所 讲 授 的 无 线 传 感 器 网 络 定 位 算 法 并 进 行 比 较。2.实 验 规 定 掌 握 典 型 的 无 线 传 感 器 网 络 定 位 算 法 基 本 原 理,理 解 所 讲 的 迭 代 式 多 边 定 位 算 法、DV-HOP算 法、PDM定 位 算 法、基 于 MDS的 定 位 算 法；
46、运 用 所 给 的 网 络 数 据,实 现 两 种 以 上 的 定 位 算 法 并 进 行 比 较。3.算 法 介 绍 3.1基 本 内 容 介 绍 在 本 次 实 验 中，共 有 四 个 已 知 的.tx t 文 献,分 别 命 名 为：n e tl_ p o s.tx t、net 1 _t 0 po_e r r o r_f r ee.t x t、netl_topo_e r ror_ 5 以 及 n e tl_ t opo_er r or_10o其 中，文 献 net l_ p o s中 给 出 了 实 验 网 络 中 节 点 的 位 置 数 据。每 行 表 达 一 个 节 点 的 位 置
47、信 息。格 式 如 下：节 点 序 号 节 点 x 坐 标 节 点 y 坐 标 是 否 锚 节 点（1 代 表 锚 节 点,0代 表 待 定 位 节 点），比 如：，1 17.8977 1 06.2282 1表 达 节 点 1,其 真 实 位 置 为（1 7.8 9 7 7,106,2 282）,该 节 点 是 锚 节 点。再 比 如：3 3 43.471 8 95.7603 0表 达 节 点 3 3，其 真 实 位 置 是（4 3.471 8,95.76 0 3），该 节 点 是 待 定 位 节 点。运 用 某 种 定 位 算 法 计 算 出 来 待 定 位 节 点 的 位 置 后，就 可
48、以 根 据 真 实 位 置 计 算 该 节 点 的 定 位 误 差。文 献 netl_topo_error_f r e e中 给 出 了 网 络 中 相 邻 节 点 之 间 的 距 离 信 息。每 一 行 表 达 两 个 节 点 之 间 的 距 离。格 式 如 下：。节 点 1序 号 节 点 2 序 号 节 点 之 间 距 离 测 量 值。比 如：1 4 8.3 0 7 5表 达 节 点 1 和 节 点 4 可 以 互 相 测 量 出 之 间 的 距 离，他 们 之 间 的 距 离 是 8.3075文 献 ne t 1 _ t opo_ e rror_5 和 ne t 1 _ t o po_e
49、 r r or_l 0 给 出 的 距 离 分 别 是 增 长 了 5%和 10%误 差 之 后 的 扰 动 值。3.2迭 代 多 边 定 位 算 法 算 法 思 想：运 用 已 知 信 标 节 点 和 非 信 标 节 点 的 几 组 相 应 关 系（两 点 间 距 离），对 非 信 标 节 点 进 行 定 位。（某 个 非 信 标 节 点 只 要 已 知 3 个 及 以 上 信 标 节 点 与 其 距 离 即 可 对 其 进 行 定 位。）定 位 成 功 后 的 非 信 标 节 点 转 换 为 信 标 节 点，可 辅 助 对 其 他 非 信 标 节 点 定 位。不 断 迭 代 定 位 过 程
50、，知 道 信 标 节 点 集 合 元 素 个 数 在 前 后 两 次 迭 代 中 数 量 不 变,则 迭 代 终 止。前 提 条 件：已 知 位 置 的 锚 节 点 个 数 要 超 过 3 个;对 所 有 节 点 来 说,在 添 加 完 邻 接 矩 阵 关 系 后，是 一 个 连 通 图，没 有 孤 立 节 点。特 别 说 明:由 于 在 使 用 迭 代 多 边 定 位 算 法 对 未 知 节 点 进 行 定 位 时 需 要 运 用 该 节 点 与 3 个 以 上 信 标 节 点 的 直 线 距 离，图 是 连 通 图 但 不 是 全 连 通 图，所 以 也 许 会 有 部 分 节 点 无 法