无线定位技术及位置验证服务技术研究

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近年来,基于位置服务的需求快速增长,极大地促进了定位技术和位置验证服务技术的发展,也使定位技术和位置验证服务技术的深入研究更为紧迫。基于WIFI的无线定位由于其便捷性和低成本等优点,已成为重要的研究课题。如何利用移动目标对接收信号产生的影响,实现目标的定位是非常有意义和发展前景的。相对于接收信号强度而言,来自物理层的信道状态信息能够提供丰富且细粒度的定位信息。因此,本文利用信道状态信息对基于指纹的定位方法展开了研究。基于位置的服务能否正常运行,关键在于能否获取到正确的位置信息。然而,在某些情况下,需要通过向用户发送请求来获取用户的位置信息。这时,如果非法用户提供错误的位置信息进行位置欺骗,那么就会严重影响用户的安全。近年来,如何有效阻止位置欺骗,是一项被科研人员青睐的课题,而位置验证服务技术是防止位置欺骗的一种有效方法。因此,本文也对位置验证服务技术进行了研究。无线定位技术及位置验证服务技术的具体研究内容如下:1.提出了一种基于CSI-MIMO(Channel State Information-Multiple Input Multiple Output)的室内定位方法。首先,构造了在单接入点情况下反映时-频和空-频特征的定位指纹。然后,提出了一种降低定位指纹维度的算法来减少指纹中的冗余信息。最后,利用对数正态分布模型计算出贝叶斯分类器中的条件概率,来预测移动目标的位置。实验结果表明,与其它基于CSI的定位方法相比,本文所提出的基于CSI-MIMO的室内定位方法能更有效地提高定位准确率。2.提出了一种基于CSI-MIMO图像的室内定位方法。为了处理CSI测量值中的异常幅度,提出了一种异常幅度处理算法。该算法能自适应地计算截止距离,弥补了人工设置截止距离的不足,从而能够更好地处理数据中的异常值。为了提供更多的定位特征,建立了一种基于CSI-MIMO的图像指纹结构模型。为了提高定位准确率,设计了一个损失函数为交叉熵加L1 2,混合范数的深度学习网络模型。实验结果表明,所提的基于CSI-MIMO图像的室内定位方法的定位准确度能达到97%。3.提出了一种改进的位置验证服务技术。首先,根据对数正态传播模型,设计了复合对数正态阴影模型;然后,根据序贯检测方法,制定了位置验证服务模型的判决规则;最后,根据位置验证服务模型和判决规则,得出了位置验证服务模型的误警率和检测率。实验结果证实了本方法在用户位置验证上的有效性。
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