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硕 士 学 位 论 文


基于位置指纹的 WLAN 室内自适应定位
技术研究
Research on WLAN Indoor Adaptive Positioning Based on
Location Fingerprint









作 者 姓 名： 李应琛
学科、 专业： 机械电子工程
学 号： 21404116
指 导 教 师： 金仁成
完 成 日 期： 2017 年 6 月



大连理工大学
Dalian University of Technology
大连理工大学硕士学位论文
摘 要
随着智能终端和移动互联网技术的蓬勃发展，位置服务已经成为日常生活中不可或
缺的物联感知信息，在导航导购、医疗救助、工业流水线以及 VR 主题游戏等方面表现
出巨大活力。基于位置指纹的无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）室内
定位技术以其低廉的定位成本、广泛的普适性以及较好的定位精度，成为位置感知领域
的研究热点。然而随着室内区域不断扩大，室内环境结构愈发复杂多变，多径效应、人
员流动等因素致使接收信号强度（Received Signal Strength, RSS）表现出不确定性和复
杂性，严重影响 WLAN 位置指纹室内定位技术的定位精度，因此如何提供精确可靠的
位置服务仍存在许多问题亟待解决。
本文系统性分析了 WLAN 位置指纹室内定位技术，以日益增长的位置服务需求为
应用背景，围绕定位精度低，定位鲁棒性差，接入点（Access Point，AP）选择等定位
中存在的问题，提供了相应的解决方案，并通过实验验证了方案的可行性。
首先，本文通过大量的室内实验，深入分析室内 RSS 的传播特性和 RSS 波动的影
响因素，验证了 RSS 与物理位置的关联特性。并采用仿真实验对室内定位精度的影响因
素进行分析，为后续室内定位技术的研究和参数选取提供重要的实验基础和理论支持。
其次，针对 RSS 不确定性影响定位精度的问题，提出一种基于聚类分析的 WLAN
指纹自适应定位算法。在离线阶段，根据箱线图法和核密度估计法的性质，设计了一种
数据异常值检测方法以去除粗大误差，降低 RSS 信息冗余。接着针对设备间 RSS 的差
异性，采用偏移量补偿法校正设备 RSS，降低设备间系统偏差对定位精度的影响。在定
位阶段，采用仿射传播聚类划分定位区域，利用余弦相似度法实现在线 RSS 的区域特征
粗匹配和确定区域位置指纹细匹配，结合距离和相似度信息确定近邻参考点定位贡献度
权重，实现自适应室内定位。实验结果表明：本文提出的算法可以有效降低匹配定位的
计算量，提高室内定位的精度和稳定性。
最后，针对不同接入点信息量的差异性问题，提出一种基于黄蜂群响应的 AP 选择
算法。该算法以黄蜂群响应阈值模型为基础，设计接入点效用函数，从 RSS 值大小，
RSS 稳定性和 RSS 采样比例三个方面