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专利号: 2022104553376
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-05-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进GAN结合假设检验的Wi‑Fi室内定位方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一、在目标区域内,随机部署m个无线接入点(Access Point,AP)和标定n个参考点(Reference Point,RP),同时标定k个测试点(Test Point,TP)。

步骤二、划分区域数量为C,采集每个区域类别中RP的RSS样本值500次,记作Rw(w=1,

2,…C),每个区域的数据集如下所示:

其中m是环境中AP的数量,K是每个区域中观测的数量, 是位于第w个区域中第j个AP的第i次观测的RSS值。上述矩阵的每一列构成所需类别的分布,因此,定义 生成器的目标是映射先验噪声潜变量 表示Rc的分布。

步骤三、RSS样本值中,250次作为训练集,250次作为测试集。把训练集的RSS样本送入GAN网络中训练,最终得到生成的RSS样本。

步骤四、在每个区域内,把生成的RSS样本与采集的原始RSS样本合成新的RSS样本,形成新的离线数据集,新的离线数据集可以定义为:其中, 表示在第w个区域中原始RSS样本, 表示在第w个区域中生成的RSS样本,Q是合成的RSS样本的数量, 为在第w个区域中合成的RSS数据集。

步骤五、利用CHAID方法,通过皮尔逊卡方检验描述每个AP的位置分辨率,将位置分辨率大的AP分配较大的权重。

步骤六、在线阶段,测量测试点处的RSS样本值。

步骤七、计算每个区域的匹配概率,即 来消除与对应归属区域相距较远的匹配参考点,其中Pw(w=1,…,C),C为区域的个数, 表示位于第w个区域且来自第l个AP的匹配参考点的个数。

步骤八、通过计算得到的AP权重,计算第j(j=1,…,k)个测试点处的RSS样本与匹配区域中各个匹配参考点处的RSS样本之间的距离 其中, 和 分别表示来自第l个AP在第i个参考点和第j个测试点处的RSS样本均值。

步骤九、根据计算出的距离,结合KNN算法,选择距离最近的K个位置,取平均值得到位置估计。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进GAN结合假设检验的Wi‑Fi室内定位方法,其特征在于所述步骤三包括以下步骤:步骤三、RSS样本值中,250次作为训练集,250次作为测试集。把训练集的RSS样本送入GAN网络中训练,最终得到生成的RSS样本;具体包括以下步骤:步骤三(一)、先把随机的RSS样本送入GAN的生成器中训练,随机噪声样本RSS数据样本 通过基于梯度上升的优化器Adam更新θd,可以通过鉴别器的损失函数 来得到更

新的参数,具体的更新算法,首先计算损失函数,然后求损失函数关于θd的偏导,然后再利用Adam优化器得到θd参数的更新,具体如下:其中,Xb和Zb分别是X和Z的第b行,β1∈[0,1)、η为Adam优化器的参数。

步骤三(二)、在GAN的生成器中,样本 通过基于梯度下降的优化器Adam更新θg,可以通过生成器的损失函数 来得到更新参数,具体的更新算法与鉴别器的更新过程类似为:

其中,β2∈[0,1)、η为Adam优化器的参数。

步骤三(三)、更新θd和θg直到收敛,当 时会发生收敛,这意味着鉴别器无法区分真实数据和合成数据。收敛后,通过得到的θg,生成器准备通过相同的先验噪声分布生成所需类别的合成样本z~pz(z),其中

3.根据权利要求1所述的一种基于改进GAN结合假设检验的Wi‑Fi室内定位方法,其特征在于所述步骤五包括以下步骤:步骤五、利用CHAID方法,通过皮尔逊卡方检验描述每个AP的位置分辨率,将位置分辨率大的AP分配较大的权重;具体包括以下步骤:步骤五(一)、假设数据集由1个反应变量R∈{Area1,…,AreaC}和m个解释变量EAPl∈{(b1,b2],…,(bv,bv+1]}(l=1,…,m)组成,其中,m和C分别表示AP数量和划分的区域数量,bi(i=1,…,v+1)表示第i个RSS类目边界,v表示RSS类目的数量。在此基础上,构建关于反应变量R与解释变量EAPl的v×C列联表,将v×C列联表拆分成 个二维列联表,在不失去一般性的情况下,以第k个二维列联表为例计算对应的皮尔逊卡方检验统计量,如表1所示,其中,k=1,…, aiw表示关于参考点处的RSS落在第w区域中并且属于第i个RSS类目的频数。

表1 二维列联表

步骤五(二)、构建原假设“H0:R与EAPl不相关”与备择假设“H1:R与EAPl相关”,计算皮尔逊2

卡方检验统计量χ,则该皮尔逊卡方检验统计量为:

步骤五(三)、将决策值pk设置为 其中, 表示对第k个二维2

列联表在χ分布条件下满足 关系的概率运算,因此,在显著性水平α=0.05条件下,如果pk≥α,则认为原假设H0为真;反之,则认为备择假设H1为真。

步骤五(四)、将大于α的最大决策值p(即 )所对应的两个RSS类目进行合并,得到一个新类目。此时,原始的v×C列联表的维数降为(v‑1)×C。