室内基于WMNs 节点定位关键技术研究

无线Mesh网络（Wireless Mesh Networks）作为未来无线宽带接入网络的一种关键技术，具有高带宽、高速率、高抗毁、自组织、易架设、覆盖稳定等诸多优势，近年来受到人们极大关注。本项目对WMNs在室内应用环境下移动节点定位关键技术展开研究，通过对不同应用场景的系统特性和体系构架进行相似性和相异性分析，提出适合典型应用的体系构架，为现场需求与后续应用产品的开发奠定基础。在AP设备数量有限的环境下研究移动节点的定位方法，如移动节点单AP定位算法、非AP节点辅助定位算法；在AP设备数目一定的情况下，研究基于RSSI、TDOA、AOA参数与位置指纹、神经网络、WMNs邻居节点信息、路由信息等混合定位方法。考虑到无线节点有能量限制，在算法复杂度与能量消耗之间进行合理的折中；最后自主设计MWNs仿真平台和实验平台，对定位理论研究成果进行验证、比较，为其广泛应用提供理论基础和实验模型。

“物联网”已成为当今信息技术领域最为关注的热点之一，其重要接入技术——无线Mesh网络（Wireless Mesh Networks, WMNs）因具有技术理念先进、组网灵活快速、机动应急性好等独特优点，近年来受到全球范围研究者及工业企业界的高度关注。目前，在战场态势监测、反恐应急处置、自然灾害救援、智能交通物流和环境保护监管等诸多领域，WMNs已经获得了高度关注。同时，面对不断增长的室内复杂场景模式和多样化的定位需求，也对WMNs室内定位相关技术研究提出了新的挑战。.针对室内环境下移动节点实施定位是WMNs应用研究中非常重要的研究课题。课题组在基金项目开展期间，充分调研了国内外学者在相关领域研究进展，进行了大量理论和实验研究工作，所做工作及创新成果主要包括以下方面内容。.1．为解决传统RSSI定位法存在的线性截断误差和直接拟合精度的问题，针对室内无线射频信号信道传输模型特性，提出了在室内环境下适用于WMNs移动节点定位有效方法。课题组研究了在单AP、AP不足情况下，依靠WMSs中未知节点间的相关信息如邻居节点信息和路由信息、AOA参数信息，位置指纹信息等，提出了有效的定位理论方法，提供定位精度指标，并进行试验测试验证。实验结果表明，所提定位算法在处理较大背景噪声下室内节点定位问题时能够更好的提高估值精度、保证收敛、具有更强的鲁棒性。.2．提出在室内环境下适用于WMNs多AP时移动节点定位有效方法。课题组研究了适合于室内环境下信号强度参数、时间到达参数的估计方法，结合位置指纹技术、神经网络技术和分区方法，结合质心定位算法、迭代求精算法等，提出了适合于室内环境下WMNs多AP时移动节点的精确定位有效方法，提供了定位精度指标，并进行试验测试验证。实验结果表明，改进算法在处理室内目标节点定位问题方面可以更好的提高位置估计精度，加快运行速度并降低计算复杂度，能够实现较好的定位效果。.3．面向室内特定区域移动节点定位的实际应用需求，课题组设计研发了用以实现目标精确定位跟踪技术的便携式小型化原型节点设备，构建了适用于WMNs环境的节点定位跟踪系统。使用高精度滤波估计处理算法，完成了对室内特定区域移动目标的精确跟踪实验。.在四年项目执行期内，承担基金项目的课题组研究从室内单一场景入手，逐步延伸到复杂混合环境模式。从使用单独的循环滤波定位参数修正方法，逐步拓展到运用复合型非线性信息