Комплексна сплайн-апроксимація в задачах позиціонування

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022100028

Ключові слова:

позиціонування, мережа Wi-Fi/Indoor, LВS-послуги, метод Fingerprinting, метод k-найближчих сусідів k-NN, зважений метод k-найближчих сусідів k-WNN, комплексна сплайн-апроксимація, координати місцезнаходження, комплексний квадратичний плоский сплайн, точність позиціонування

Анотація

Стрімкий розвиток різних додатків та сервісів, які використовують поточне LBS-місцезнаходження користувача й краудсорсінг, потребують постійного вдосконалення методів позиціонування з метою підвищення точності місцезнаходження. Особливої уваги заслуговують задачі локального позиціонування користувачів всередині приміщень в умовах високої концентрації користувачів та наявності складнощів при поширенні радіосигналів. Порівняльний аналіз відомих методів локального позиціонування IPS доводить перевагу використання методу Fingerprinting за критерієм точності позиціонування. Запропоновано метод позиціонування користувача в мережі Wi-Fi/Indoor, який засновано на методі Fingerprinting та комплексній сплайн-апроксимації. Проведено порівняння результатів позиціонування в мережі Wi-Fi/Indoor на базі методу Fingerprinting з використанням різних методів визначення місцезнаходження користувача: методу k-найближчих сусідів k-NN, зваженого методу k-найближчих сусідів k-WNN та комплексної сплайн-апроксимації на базі квадратичного плоского сплайна. Показано, що використання комплексної сплайн-апроксимації забезпечує підвищення точності позиціонування користувача в мережі Wi-Fi/Indoor, тим самим можливо надання LВS-орієнтованих послуг користувачам у приміщеннях.

Біографії авторів

Ірина Стрелковська, Міжнародний гуманітарний університет, Одеса

Доктор технічних наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки України, кавалер ордена княгині Ольги III ступеня, Академік Академії зв’язку України Міжнародної Академії інформатизації, асоційованого члена Організації Об’єднаних Націй, Академік Академії наук прикладної радіоелектроніки. Декан факультету кібербезпеки, програмної інженерії та комп'ютерних наук Міжнародного гуманітарного університету.  Автор 297 публікацій, з них: 10 підручників (з яких ‒ 6 підручників з грифом Міністерства освіти і науки України, 2 підручники з грифом Міністерства транспорту та зв’язку України, 2 підручники), 8 монографій (з яких ‒ 1 видано за кордоном та 7 розділів у 3 Springer-books), 62 навчально-методичних посібники,
114 статей та матеріалів міжнародних конференцій, 99 тез доповідей , 4 патенти України на винахід. Опубліковані наукові статті індексуються в наукометричних базах:  Scopus (37 публікацій, h-індекс цитування Гірша ‒ 7,0, загальна кількість посилань на публікації – 131/49);  Web of Science (32 публікації, h-індекс цитування ‒ 3,0, кількість посилань на публікації – 19);  Google Scholar (198 публікацій, h-індекс  цитування = 11, i10-індекс =13, кількість посилань на публікації – 472).

Ірина Соловська, Міжнародний гуманітарний університет, Одеса

Кандидат технічніх наук, доцент кафедри комп'ютерних наук Міжнародного гуманітарного університету. Автор 96 публікацій, з них: 1 монографія - видано за кордоном та 5 розділів колективних монографій у 5 Springer-books, 9 навчально-методичних посібників, 32 статті, 49 тез доповідей та матеріалів міжнародних конференцій.

Посилання

M. Y. Ilchenko, L. A. Uryvsky, A. V. Moshinskaya, “Developing telecommunication strategies based on scenarios in the information community,” Cybern. Syst. Anal., vol. 53, no. 6, pp. 905–913, 2017, doi: https://doi.org/10.1007/s10559-017-9992-9.

M. Ilchenko, L. Uryvsky, S. Osypchuk, “World trends of modern information and telecommunication technologies development,” in 2019 International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), 2019, pp. 1–7, doi: https://doi.org/10.1109/UkrMiCo47782.2019.9165461.

В. М. Кондратюк, В. В. Конин, А. В. Куценко, С. И. Ильницкая, “Тестирование в Украине сервиса высокоточного позиционирования в статическом и кинематическом режимах,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 10, pp. 626–639, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019100054.

С. Я. Жук, И. О. Товкач, Ю. Ю. Реутская, “Адаптивная фильтрация параметров движения источника радиоизлучения на основе TDOA-измерений сенсорной сети при наличии аномальных измерений,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 2, pp. 81–92, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/s002134701902002x.

И. О. Товкач, С. Я. Жук, “Адаптивная фильтрация параметров движения источника радиоизлучения при комплексном использовании данных сенсорной сети, полученных на основе методов TDOA и RSS,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 60, no. 12, pp. 685–695, 2017, doi: https://doi.org/10.20535/s0021347017120020.

G. Li, E. Geng, Z. Ye, Y. Xu, H. Zhu, “An indoor positioning algorithm based on RSSI real-time correction,” in 2018 14th IEEE International Conference on Signal Processing (ICSP), 2018, pp. 129–133, doi: https://doi.org/10.1109/ICSP.2018.8652382.

A. P. Rahmadini, P. Kristalina, A. Sudarsono, “Optimization of Fingerprint indoor localization system for multiple object tracking based on iterated weighting constant - KNN method,” Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol., vol. 8, no. 3, p. 998, 2018, doi: https://doi.org/10.18517/ijaseit.8.3.6086.

B. H. O. U. V. Pinto, H. A. B. F. de Oliveira, E. J. P. Souto, “Factor optimization for the design of indoor positioning systems using a probability-based algorithm,” J. Sens. Actuator Networks, vol. 10, no. 1, p. 16, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/jsan10010016.

N. Pirzada, M. Y. Nayan, F. Subhan, M. F. Hassan, M. A. Khan, “Comparative analysis of active and passive indoor localization systems,” AASRI Procedia, vol. 5, pp. 92–97, 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.aasri.2013.10.063.

B. Sulaiman, E. Natsheh, S. Tarapiah, “Towards a better indoor positioning system: A location estimation process using artificial neural networks based on a semi-interpolated database,” Pervasive Mob. Comput., vol. 81, p. 101548, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.pmcj.2022.101548.

H. Mehmood, N. K. Tripathi, T. Tipdecho, “Indoor positioning system using artificial neural network,” J. Comput. Sci., vol. 6, no. 10, pp. 1219–1225, 2010, doi: https://doi.org/10.3844/jcssp.2010.1219.1225.

O. Lemeshko, J. Papan, M. Yevdokymenko, O. Yeremenko, “Advanced tensor solution to the problem of inter-domain routing with normalized quality of service,” Appl. Sci., vol. 12, no. 2, p. 846, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/app12020846.

O. Lemeshko, J. Papan, O. Yeremenko, M. Yevdokymenko, P. Segec, “Research and development of delay-sensitive routing tensor model in IoT core networks,” Sensors, vol. 21, no. 11, p. 3934, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/s21113934.

I. Strelkovskaya, I. Solovskaya, J. Strelkovska, “The use of linear complex planar splines to improve the accuracy of determining the location of the user in Wi-Fi/indoor networks,” in 2021 IEEE 8th International Conference on Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), 2021, pp. 613–616, doi: https://doi.org/10.1109/PICST54195.2021.9772175.

I. Strelkovskaya, I. Solovskaya, J. Strelkovska, “Linear complex planar splines in Wi-Fi/indoor positioning problems,” in 2021 IEEE International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), 2021, pp. 84–87, doi: https://doi.org/10.1109/UkrMiCo52950.2021.9716612.

I. Strelkovskaya, I. Solovskaya, J. Strelkovska, “Fingerprinting/indoor positioning using complex planar splines,” J. Electr. Eng., vol. 72, no. 6, pp. 401–406, 2021, doi: https://doi.org/10.2478/jee-2021-0057.

I. Strelkovskaya, I. Solovskaya, J. Strelkovska, T. Grygoryeva, “Using quadratic complex planar splines in solving local positioning problems,” in 2022 IEEE 16th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), 2022, pp. 602–605, doi: https://doi.org/10.1109/TCSET55632.2022.9766876.

V. I. Belyi, I. V. Strelkovskaya, “Approximation of functions by analytic complex splines in domains with quasiconformal boundary,” Ukr. Math. J., vol. 40, no. 5, pp. 481–486, 1989, doi: https://doi.org/10.1007/BF01057525.

G. Opfer, M. L. Puri, “Complex planar splines,” J. Approx. Theory, vol. 31, no. 4, pp. 383–402, 1981, doi: https://doi.org/10.1016/0021-9045(81)90104-0.

Фрагмент плану розміщення АР мережі Wi-Fi/Indoor та RP в приміщенні

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-07-22 — Оновлено 2022-07-22

Як цитувати

Стрелковська, І., Соловська, І., Стрелковська, Ю., & Паскаленко, В. (2022). Комплексна сплайн-апроксимація в задачах позиціонування. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(7), 445–456. https://doi.org/10.20535/S0021347022100028

Номер

Том 65 № 7 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.