Published October 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
A Two-Nearest Wireless Access Point-Based Fingerprint Clustering Algorithm for Improved Indoor Wireless Localization
- 1. Ahmadu Bello University
- 2. University of Hradec Králové
Description
Fingerprint database clustering is one of the methods used to reduce localization time and improve localization accuracy in a fingerprint-based localization system. However, optimal selection of initial hyperparameters, higher computation complexity, and interpretation difficulty are among the performance-limiting factors of these clustering algorithms. This paper aims to improve localization time and accuracy by proposing a clustering algorithm that is extremely efficient and accurate at clustering fingerprint databases without requiring the selection of optimal initial hyperparameters, is computationally light, and is easily interpreted. The two closest wireless access points (APs) to the reference location where the fingerprint is generated, as well as the labels of the two APs in vector form, are used by the proposed algorithm to cluster fingerprints. The simulation result shows that the proposed clustering algorithm has a localization time that is at least 45% faster and a localization accuracy that is at least 25% higher than the k-means, fuzzy c-means, and lightweight maximum received signal strength clustering algorithms. The findings of this paper further demonstrate the real-time applicability of the proposed clustering algorithm in the context of indoor wireless localization, as low localization time and higher localization accuracy are the main objectives of any localization system. Doi: 10.28991/ESJ-2023-07-05-019 Full Text: PDF
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد تجميع قاعدة بيانات بصمات الأصابع إحدى الطرق المستخدمة لتقليل وقت التوطين وتحسين دقة التوطين في نظام التوطين القائم على بصمات الأصابع. ومع ذلك، فإن الاختيار الأمثل للمعلمات الفائقة الأولية، وتعقيد الحساب العالي، وصعوبة التفسير هي من بين العوامل المقيدة للأداء في خوارزميات التجميع هذه. تهدف هذه الورقة إلى تحسين وقت التوطين ودقته من خلال اقتراح خوارزمية تجميع فعالة ودقيقة للغاية في تجميع قواعد بيانات بصمات الأصابع دون الحاجة إلى اختيار المعلمات الفائقة الأولية المثلى، وهي خفيفة حسابيًا، ويمكن تفسيرها بسهولة. تستخدم الخوارزمية المقترحة أقرب نقطتي وصول لاسلكية (APs) إلى الموقع المرجعي حيث يتم إنشاء بصمة الإصبع، بالإضافة إلى تسميات نقطتي الوصول اللاسلكيتين في شكل متجه، لتجميع بصمات الأصابع. تُظهر نتيجة المحاكاة أن خوارزمية التجميع المقترحة لها وقت توطين أسرع بنسبة 45 ٪ على الأقل ودقة توطين أعلى بنسبة 25 ٪ على الأقل من خوارزميات تجميع قوة الإشارة المتلقاة ذات الوزن الخفيف. توضح نتائج هذه الورقة أيضًا قابلية تطبيق خوارزمية التجميع المقترحة في الوقت الفعلي في سياق التوطين اللاسلكي الداخلي، حيث إن انخفاض وقت التوطين وزيادة دقة التوطين هي الأهداف الرئيسية لأي نظام توطين. DOI: 10.28991/ESJ-2023-07-05-019 النص الكامل: PDFTranslated Description (French)
Le regroupement de bases de données d'empreintes digitales est l'une des méthodes utilisées pour réduire le temps de localisation et améliorer la précision de la localisation dans un système de localisation basé sur les empreintes digitales. Cependant, la sélection optimale des hyperparamètres initiaux, la complexité de calcul plus élevée et la difficulté d'interprétation font partie des facteurs limitant les performances de ces algorithmes de regroupement. Cet article vise à améliorer le temps et la précision de la localisation en proposant un algorithme de regroupement extrêmement efficace et précis pour regrouper les bases de données d'empreintes digitales sans nécessiter la sélection d'hyperparamètres initiaux optimaux, qui est léger sur le plan du calcul et facile à interpréter. Les deux points d'accès sans fil (PA) les plus proches de l'emplacement de référence où l'empreinte digitale est générée, ainsi que les étiquettes des deux PA sous forme vectorielle, sont utilisés par l'algorithme proposé pour regrouper les empreintes digitales. Le résultat de la simulation montre que l'algorithme de regroupement proposé a un temps de localisation qui est au moins 45 % plus rapide et une précision de localisation qui est au moins 25 % plus élevée que les algorithmes de regroupement des moyennes k, des moyennes c floues et de l'intensité maximale du signal reçu léger. Les résultats de cet article démontrent en outre l'applicabilité en temps réel de l'algorithme de regroupement proposé dans le contexte de la localisation sans fil intérieure, car un temps de localisation faible et une précision de localisation plus élevée sont les principaux objectifs de tout système de localisation. Doi : 10.28991/ESJ-2023-07-05-019 Texte intégral : PDFTranslated Description (Spanish)
La agrupación de bases de datos de huellas dactilares es uno de los métodos utilizados para reducir el tiempo de localización y mejorar la precisión de la localización en un sistema de localización basado en huellas dactilares. Sin embargo, la selección óptima de los hiperparámetros iniciales, una mayor complejidad de cálculo y la dificultad de interpretación se encuentran entre los factores que limitan el rendimiento de estos algoritmos de agrupamiento. Este documento tiene como objetivo mejorar el tiempo y la precisión de la localización al proponer un algoritmo de agrupamiento que es extremadamente eficiente y preciso para agrupar bases de datos de huellas dactilares sin requerir la selección de hiperparámetros iniciales óptimos, es computacionalmente ligero y se interpreta fácilmente. El algoritmo propuesto utiliza los dos puntos de acceso inalámbrico (AP) más cercanos a la ubicación de referencia donde se genera la huella dactilar, así como las etiquetas de los dos AP en forma de vector, para agrupar las huellas dactilares. El resultado de la simulación muestra que el algoritmo de agrupamiento propuesto tiene un tiempo de localización que es al menos un 45% más rápido y una precisión de localización que es al menos un 25% más alta que las medias k, medias c difusas y algoritmos de agrupamiento de intensidad de señal máxima recibida ligeros. Los hallazgos de este documento demuestran aún más la aplicabilidad en tiempo real del algoritmo de agrupamiento propuesto en el contexto de la localización inalámbrica en interiores, ya que el bajo tiempo de localización y una mayor precisión de localización son los objetivos principales de cualquier sistema de localización. Doi: 10.28991/ESJ-2023-07-05-019 Texto completo: PDFFiles
pdf.pdf
Files
(721.7 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:63ffe3fa417b71cdd2fb01b651c77e14
|
721.7 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خوارزمية تجميع بصمات الأصابع القائمة على أقرب نقطة وصول لاسلكية لتحسين التوطين اللاسلكي الداخلي
- Translated title (French)
- Un algorithme de clustering d'empreintes digitales basé sur le point d'accès sans fil le plus proche pour une localisation sans fil intérieure améliorée
- Translated title (Spanish)
- Un algoritmo de agrupación de huellas dactilares basado en el punto de acceso inalámbrico más cercano para una mejor localización inalámbrica en interiores
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387747142
- DOI
- 10.28991/esj-2023-07-05-019