基于弱多徑效應(yīng)識(shí)別的室內(nèi)定位方法研究.pdf

1、無線局域網(wǎng)，尤其是Wi-Fi已經(jīng)普遍部署，這也使得大量無線交互服務(wù)和普適的手機(jī)應(yīng)用程序如雨后春筍般層出不窮。而室內(nèi)定位就是這些關(guān)鍵應(yīng)用中的一個(gè)。
　　人們主要關(guān)心的是如何設(shè)計(jì)出一個(gè)適應(yīng)環(huán)境的定位應(yīng)用。這要求在各種復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下構(gòu)建的信號(hào)傳播模型能夠抵抗各種干擾，尤其是多徑效應(yīng)的影響，從而獲得精確的距離估計(jì)。傳統(tǒng)的基于信號(hào)接收強(qiáng)度的信號(hào)傳播模型非常容易受到由于多徑效應(yīng)帶來的時(shí)域和空間的信號(hào)波動(dòng)。多徑效應(yīng)帶來的影響是導(dǎo)致大多數(shù)室內(nèi)定位

2、系統(tǒng)出現(xiàn)距離估計(jì)誤差的原因。憑直覺我們認(rèn)為那些處于弱多徑效應(yīng)的點(diǎn)，也就是受多徑效應(yīng)干擾較小的點(diǎn)，在路徑損耗傳播模型下將會(huì)獲得更精確的距離估計(jì)。因此，如何區(qū)分多徑效應(yīng)的強(qiáng)弱成為獲取精確距離估計(jì)的關(guān)鍵。然而，目前商用Wi-Fi設(shè)備采集的MAC層的RSSI信號(hào)對(duì)多徑效應(yīng)的區(qū)分度不高，很難區(qū)分出多徑效應(yīng)的強(qiáng)弱。
　　傳統(tǒng)的室內(nèi)定位解決方案總是要在定位性能和定位通用性上做出取舍。這兩者是魚與熊掌的關(guān)系，不可兼得。如果我們想要提高定位性能，那

3、么定位通用性就會(huì)下降。大部分高精度的室內(nèi)定位解決方案的通用性都很低。這是因?yàn)樗麄兌际轻槍?duì)特定的環(huán)境，所以當(dāng)他們應(yīng)用于其他環(huán)境時(shí)，定位性能就會(huì)急劇下降。因此，對(duì)于室內(nèi)定位而言，我們急需的是一個(gè)通用的精確的室內(nèi)定位方案。本文提出了一個(gè)基于弱多徑效應(yīng)判別的通用的精確的室內(nèi)定位方案。本文采用物理層的信道狀態(tài)信息(CSI)來判斷多徑效應(yīng)的強(qiáng)弱。我們分別從CSI信號(hào)的時(shí)域和頻域中提取三個(gè)特征。然后我們用這三個(gè)特征的閾值來區(qū)分弱多徑效應(yīng)環(huán)境和強(qiáng)多徑效

4、應(yīng)環(huán)境?；谌醵鄰叫?yīng)識(shí)別，我們提出了一個(gè)通用的精確的室內(nèi)定位方案。這一解決方案融合RSSI信號(hào)和CSI信號(hào)來進(jìn)行定位。然后，我們用這一解決方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)室內(nèi)定位系統(tǒng)。在我們的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，我們首先通過提取的CSI特征篩選那些出處于弱多徑效應(yīng)環(huán)境的點(diǎn)。然后，我們把這些點(diǎn)采集的RSSI信號(hào)代入預(yù)先構(gòu)建的路徑損耗傳播模型，就算發(fā)射端和接收端之間的距離。最后，我們用定位算法計(jì)算接收端的位置。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明處于弱多徑效應(yīng)環(huán)境的點(diǎn)能夠獲得更精