重庆邮电大学毕设论文 基于无线局域网的室内定位与预测

编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于无线局域网的室内定位与预测学 院 名 称 ： 通信与信息工程学院学 生 姓 名 ：专 业 ： 通信工程班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：答辩组 负责人 ：填表时间： 年 月重庆邮电大学教务处制重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 1 -摘 要近年来，基于无线局域网（WLAN）的无线网络已经覆盖到大部分的公共场所。移动运营商在机场、酒店、商务楼宇等室内区域的网络布置也越来越完整，基于WLAN 的增值业务呼之欲出。基于接收信号强度的 WLAN 定位是根据接收信号强度随距离变化而变化的规律进行定位，它不需要添加额外的硬件设备来进行精确的时间同步和角度测量，能充分利用现有的无线网设施，将定位系统的应用范围扩大到楼群和室内，降低成本。论文主要介绍在复杂室内环境中路由器发射无线信号强度的预测与分析。为了更好地使室内环境中的信号强度达到一个合理的覆盖，通过提前采样实际环境中某点的信号强度，代入对数距离路径损耗模型进行运算，可以计算出其它位置的信号强度。根据计算得出的结果，可以预测其他位置的接收信号强度的大小，从而来达到更好的路由布局。论文用软件 MATLAB 中界面设计与图像处理，结合无线信道传输方面的知识，设计出一个用户操作界面。用户通过该操作界面，可以预测出不同位置处距离各个AP 点的接受信号强度。【关键词】 无线定位 WLAN 无线信道 自由空间传播模型 室内空间传播损耗 对数路距离路径损耗模型重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 2 -ABSTRACTIn recent years, the wireless network (WLAN) based on wireless local area network has covered most of the public places. Mobile operators has increasingly completed the network arrangement in indoor areas,like airports, hotels, commercial buildings. The value-added services based on WLAN is getting ready for the society. WLAN positioning received signal strength is based on the received signal strength varying with distance and the variation of location-based, it does not need additional hardware to carry out precise time synchronization and angle measurement, can make full use of the existing wireless network facilities.It will expand the range of applications of positioning systems to buildings and indoor,and reduce costs.The paper describes how to analysis and predict wireless routers transmitting signal strength in complex indoor environment. In order to make the indoor environments signal strength reaching a reasonable coverage, we can sample the signal strength of the actual environment of a point in advance. By putting the sample values into a logarithmic distance path loss model calculating, we can calculate the signal strength of the other locations. According to the calculated results,we can predict the received signal strength of other locations, achieve the better routing layout.The paper design a user interface by the software interface and image processing in MATLAB, combining with the knowledge of wireless channel transferring. Through the user interface, you can predict the acceptable signal strength at different positions from a variety of AP points.【Key words】Wireless Location WLAN Radio channel Free space propagation 重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 3 -model Interior space propagation loss Lognormal model shadow重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 4 -目 录第一章 室内无线定位概述 .6第一节 室内无线定位技术 .6一、无线定位的概述 .6二、室内无线定位技术的分类 .6第二节 室内定位系统 .7一、室内定位系统的基本原理 .7二、室内定位系统的定位方法 .8第三节 WLAN 定位技术 .9一、WLAN 定位技术的简介 .9二、WLAN 的工作原理 .9三、WLAN 的网络结构 .10四、WLAN 室内传播的影响因素 .11第四节 本章小结 .12第二章 无线传输系统的传输原理及衰减模型 .13第一节 无线信道的简介 .13第二节 自由空间传播模型 .13第三节 室内空间传播 .14一、室内空间传播损耗 .14二、对数距离路径损耗模型 .14重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 5 -第四节 本章小结 .16第三章 MATLAB 基础知识及 GUI 的设计 .17第一节 MATLAB 的简介 .17一、MATLAB 软件特点 .17二、MATLAB 软件优势 .17第二节 MTLAB GUI 设计 .18一、MATLAB GUI 编程概述 .18二、GUI 基本概念 .18第三节 本章小结 .21第四章 RSS 预测平台设计 .22第一节 GUI 界面的初步建立 .22一、创建 GUI 界面 .22二、GUI 中的回调函数 .24三、 运行效果图 .27第二节 MATLAB 下的 RSS 预测函数 .28一、算法实际应用原理 .28二、MATLAB 算法函数 .29第三节 实际环境采样与测量 .30一、 实际点采样 .30二、RSS 预测 .31第四节 本章小结 .33结 论 .34致 谢 .36重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 6 -参考文献 .37附 录 .38一、 英文原文： .38二、 英文翻译： .38三、 源程序： .38前 言重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 7 -无线网络利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信号。它作为传统布线网络的一种替代方案或延伸。它把个人从办公桌边解放了出来，使人们可以随时随地获取信息，提高了人们的办公效率，丰富了人们的生活。20 世纪末，室内无线局域网标准正式制定并投入使用，校园、办公大楼和家庭中已经广泛存在基于 IEEE802.n 协议的无线局域网 WLAN。由于 PDA(Personal Digital Assistant)、PC(Personal Computer)等移动设备也都内置有无线网卡，这些都大大促进了 WLAN 的室内定位技术的发展。由于无线网络具有有线网络不具有的优势，因此无线网络研究已经成为研究的热点，国内外已经对无线网络研究出现了很多成果，不过，目前无线网络领域的研究才刚刚处于起步阶段，很多领域技术都还不成熟。但毋庸置疑，无线网络在未来一定有广阔的发展前景。研究无线网络，那么就必须研究无线网络中的信号强度。信号强度的大小、覆盖的范围都代表无线网络的好坏。因此对信号强度在复杂室内环境中的预测分析可以更好的设置无线网络，从而实现无线网络的更高利用率。重庆邮电大学本科毕业设计（论文）- 8 -第 1 章 室内无线定位概述第 1 节 室内无线定位技术一、无线定位的概述无线定位是指利用无线电波信号确定移动设备在某一参考坐标系统中的位置。位置信息包括移动设备的有关坐标，通常是指的在地理坐标系下移动设备所处位置的经度、纬度和高度信息。二、室内无线定位技术的分类无线定位可以分为室外无线定位和室内无线