基于CSI的室內(nèi)定位技術(shù)的研究.pdf

1、隨著基于位置信息服務(wù)的不斷發(fā)展以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署，人們對(duì)于位置信息的需求日益提高，包括查找路徑，消費(fèi)推介，興趣點(diǎn)發(fā)現(xiàn)等等，利用無(wú)線信號(hào)獲取目標(biāo)的位置信息成為研究的熱點(diǎn)。在室外定位技術(shù)領(lǐng)域，利用GPS的定位是行之有效的方法，但是由于“城市峽谷”效應(yīng)，在室外的環(huán)境中信號(hào)會(huì)受到各種建筑物的影響，產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)衰落與多路徑效應(yīng)，使得GPS方法在室內(nèi)的環(huán)境中無(wú)法正常工作。其他的技術(shù)，由于部署困難、精度要求、抗干擾能力差等原因而得不到推廣與應(yīng)用

2、。通過(guò)探測(cè)無(wú)線電信號(hào)強(qiáng)度，可以檢測(cè)人在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的改變，得到信號(hào)損耗的變化，并轉(zhuǎn)變?yōu)榫嚯x參數(shù)來(lái)確定行動(dòng)軌跡。但是信號(hào)接收強(qiáng)度(Received Signal Strength，RSS)信號(hào)會(huì)隨著時(shí)間波動(dòng)，而且對(duì)環(huán)境噪聲具有很強(qiáng)的敏感度，會(huì)對(duì)定位結(jié)果造成很大的偏差，因此在實(shí)際運(yùn)用中效果較差。近幾年興起的信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)方法在準(zhǔn)確度上有了很大的提升，但是基于CSI的方法大多

3、需要對(duì)位置信息建立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，因此對(duì)于在未知環(huán)境中進(jìn)行位置識(shí)別較難實(shí)現(xiàn)，對(duì)定位的實(shí)時(shí)性也有較大的影響。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.在室內(nèi)定位中，非視距傳播路徑對(duì)于信號(hào)傳播具有很嚴(yán)重的影響，所以識(shí)別出定位區(qū)域內(nèi)的非視距路徑對(duì)于定位準(zhǔn)確度具有重要意義，本文提出了對(duì)視距傳播路徑與非視距傳播路徑的二分類:在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)振幅的分布特性與相位差在不同環(huán)境條件下的變化是有跡可循的，提出了基于SVM的特征分類方法來(lái)對(duì)遮擋條件進(jìn)行識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、表明提出的分類方法在真實(shí)場(chǎng)景中可以取得較好的分類結(jié)果。
　　2.目標(biāo)在移動(dòng)過(guò)程中，對(duì)于已知位置的參考點(diǎn)而言，往往伴隨著不同的角度變化與距離變化，本文中將已知位置的發(fā)射端作為參考點(diǎn)，提出了一種利用CSI信息的、可在未知環(huán)境中進(jìn)行軌跡跟蹤的方法，通過(guò)將定位區(qū)域劃分為一些大小相同的區(qū)間，這些區(qū)間可以表示為由（λ，θ）構(gòu)成的二元組，分別代表了與AP(Access Point，AP)的距離信息與角度信息。利用物理層的CSI信息作為數(shù)據(jù)的來(lái)源

5、，可利用手持裝備(device-based)及非手持裝備(device-free)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，通過(guò)對(duì)二維信息的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)位置的確定。
　　3.在對(duì)傳統(tǒng)的基于指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的室內(nèi)定位方法進(jìn)行復(fù)現(xiàn)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了誤差與效率低的原因，并提出了改進(jìn)的方法:利用SVD方法對(duì)子信道信息進(jìn)行信道融合的指紋信息獲取方法，降低了由于CSI的不確定性衰落帶來(lái)的準(zhǔn)確度誤差，同時(shí)簡(jiǎn)化了指紋對(duì)比過(guò)程，提高了效率。本文在建立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，考慮到了由于待測(cè)點(diǎn)