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基于GMM-DBC的CSI室内定位算法

李新春 李莹

李新春, 李莹. 基于GMM-DBC的CSI室内定位算法[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 117-124. doi: 10.12265/j.gnss.2022184
引用本文: 李新春, 李莹. 基于GMM-DBC的CSI室内定位算法[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 117-124. doi: 10.12265/j.gnss.2022184
LI Xinchun, LI Ying. CSI indoor positioning algorithm based on GMM-DBC[J]. GNSS World of China, 2023, 48(1): 117-124. doi: 10.12265/j.gnss.2022184
Citation: LI Xinchun, LI Ying. CSI indoor positioning algorithm based on GMM-DBC[J]. GNSS World of China, 2023, 48(1): 117-124. doi: 10.12265/j.gnss.2022184

基于GMM-DBC的CSI室内定位算法

doi: 10.12265/j.gnss.2022184
基金项目: 国家自然科学基金 (61372058)
详细信息
    作者简介:

    李新春:(1963-),男,高级工程师,硕士生导师. 主要研究方向为无线传感器网络、图像处理与室内定位

    李莹:(1998-),女,硕士,主要研究方向为无线室内定位与机器学习

    通讯作者:

    李 莹 E-mail: 2050775272 @qq.com

  • 中图分类号: TN92

CSI indoor positioning algorithm based on GMM-DBC

  • 摘要: 针对贝叶斯室内定位技术存在定位精度低及时间复杂度较高的问题,提出了一种基于高斯混合模型和密度聚类(GMM-DBC)的信道状态信息(CSI)定位算法. 通过对分模型参数的初次估计构建GMM概率分布模型并进行误差计算;引入确定分模型个数(DSM)策略,结合误差计算结果更新GMM模型参数,减小由模型精度引起的定位误差;基于不同参考点的分布特征,判断参考点间紧密程度,将紧密相连的参考点划为一类,减小搜索范围,降低时间复杂度;根据分簇结果,利用改进的贝叶斯概率算法进行权值计算,得到最终定位结果. 实验结果表明:所提算法能较好地提高定位精度,降低时间复杂度.

     

  • 图  1  不同数据包数量的CSI幅度信息

    图  2  RSS与CSI幅度值对比

    图  3  预处理前后对比

    图  4  系统流程图

    图  5  室内分布图

    图  6  真实场景图

    图  7  CSI直方图、GMM、GSM分布曲线

    图  8  迭代参数

    图  9  GMM与GSM误差累积分布函数

    图  10  不同定位算法的CDF

    表  1  $k$值对累积误差的影响

    序号$k$值累积误差
    1$k$=215.836
    $k$=315.854
    $k$=415.860
    $k$=515.881
    2$k$=211.620
    $k$=311.566
    $k$=411.568
    $k$=511.567
    3$k$=215.855
    $k$=315.845
    $k$=415.838
    $k$=515.840
    下载: 导出CSV

    表  2  不同方法定位精度对比

    算法最大定位
    误差/m
    最小定位
    误差/m
    平均定位
    误差/m
    定位时间/
    s
    本文算法4.052 60.097 21.012 313.2
    CNN4.859 20.218 41.268 615.7
    WKNN-
    贝叶斯
    6.772 80.225 31.667 813.5
    传统贝叶斯5.942 10.463 41.779 717.6
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-10
  • 网络出版日期:  2023-02-07

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