基于深度学习的Wi-Fi指纹室内定位算法
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作者:
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1.北京信息科技大学现代测控教育部重点实验室 北京 100192; 2.北京信息科技大学机电工程学院 北京 100192

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中图分类号:

TN98;TP183

基金项目:

现代测控技术教育部重点实验室开放课题(KF20222223205)项目资助


Deep learning-based WiFi fingerprinting algorithm for indoor positioning
Author:
Affiliation:

1.Key Laboratory of Measurement and Control of Mechanical and Electrical System Technology, Beijing Information Science & Technology University,Beijing 100192, China; 2.College of Mechanical and Electrical Engineering, Beijing Information Science & Technology University,Beijing 100192, China

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    摘要:

    为解决复杂室内环境中多路径效应和信号遮挡导致的WiFi定位精度下降问题,提出一种融合卷积神经网络(CNN)与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的信号强度指示(RSSI)指纹定位算法。该方法结合CNN的空间特征提取能力与BiLSTM的时间序列建模优势,实现对RSSI信号的时空特征深度融合。通过MATLAB仿真,与CNN、CNN-LSTM、线性回归(LR)、KNN、随机森林(RF)、梯度提升决策树(GBDT)和支持向量机(SVM)等方法进行对比。实验结果表明,算法在随机点定位测试中性能最优:平均误差降低52.1%,最大误差降低53.2%,标准差降低55.6%。进一步的Monte Carlo随机轨迹验证表明,CNN-BiLSTM在连续定位中具有更高精度与鲁棒性。研究结果证明该模型能有效抑制RSSI信号波动,为复杂室内环境下的高精度WiFi指纹定位提供可行方案。

    Abstract:

    To address the degradation of WiFi fingerprinting accuracy caused by multipath effects and signal obstruction in complex indoor environments, this paper proposes an RSSI-based localization algorithm integrating a convolutional neural network (CNN) and a bidirectional long short-term memory network (BiLSTM). The method leverages the spatial feature extraction capability of CNN and the temporal sequence modeling strength of BiLSTM to achieve deep spatiotemporal feature fusion. MATLAB simulation experiments compare the proposed model with CNN, CNN-LSTM, LR, KNN, RF, GBDT and SVM. Results show that the proposed CNN-BiLSTM achieves the best performance, reducing average, maximum and standard deviation of positioning errors by 52.1%, 53.2% and 55.6%, respectively. Monte Carlo trajectory experiments further demonstrate the superior accuracy and robustness of CNN-BiLSTM in continuous localization. The proposed model effectively suppresses RSSI fluctuations and provides a feasible solution for high-precision indoor WiFi fingerprinting.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙浩,谷玉海,吕兰.基于深度学习的Wi-Fi指纹室内定位算法[J].电子测量技术,2026,49(12):17-24

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