基于壓縮感知的高效室內無線信號強度分布圖恢復算法

隨著計算機技術的快速發展和日益成熟，基于位置的服務漸漸受到人們的關注，而對位置信息的準確性和及時性的需求也愈來愈大。其中，基于無線信號接收強度的室內定位一直是人們所熱切關心的問題，由于室內信號強度的分布具有很強的時變性，我們很難實時地快速建立準確的離線匹配地圖，這就給在線匹配定位帶來了很大的誤差。為了解決這個問題，這篇文章提出了基于壓縮感知的快速高精度室內無線信號分布地圖的恢復算法。利用無線信號分布強度的稀疏性，本算法可以利用有限次的測量，利用少量的隨機分布的測量點迅速重構室內無線信號分布圖，具有很強的實時性，應用壓縮感知可以很大幅度減少測量點的數量，并獲得較高的恢復精度。仿真和實驗證明，本算法可以減少超過50%的測量點，同時獲得15%（SNR=20dB）以下誤差的恢復精度，為高精度室內定位奠定了基礎。

室內無線定位的發展

近些年，無線定位在經濟、軍事、政治等領域收到了廣泛關注。精準而實時的位置信息在個人或商業需求中起著極其重要的作用。然而，室內環境的復雜多變性使定位精度的提升十分緩慢艱難。除此以外，構建離線匹配地圖巨大的消耗也從另一方面限制了定位技術的應用。同一些其他的定位算法（例如ToA（Time-of-Arrival）AoA（Angle-of-Arrival））相比，通過接收信號強度（RSS）來定位的算法因其簡單、實用和高效等特性，在近些年中被廣泛研究[1]。然而，RSS定位系統面對的主要問題來自于以下兩方面：