基于WLAN的室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks，WLAN）的快速發(fā)展，基于位置的服務(wù)以及與此相關(guān)的一系列無(wú)線應(yīng)用逐漸受到了人們廣泛的關(guān)注。IEEE802.11 WLAN標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)世使得人們可以通過(guò)移動(dòng)便攜設(shè)備隨時(shí)隨地接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也促使了移動(dòng)用戶對(duì)定位服務(wù)尤其室內(nèi)定位服務(wù)需求的不斷增加。但是，在室內(nèi)環(huán)境或建筑物密集的小區(qū)域室外環(huán)境，由于無(wú)線信號(hào)受到遮蔽、衰落、環(huán)境噪聲和多徑效應(yīng)等因素的影響，導(dǎo)致定位節(jié)點(diǎn)

2、獲取的接收信號(hào)能量（Received Signal Strength Indicator，RSSI）可能出現(xiàn)較大的隨機(jī)波動(dòng)，從而影響到定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性能，難以滿足高精度定位的需求。因此，在復(fù)雜信道條件下，如何能夠準(zhǔn)確、可靠地提供室內(nèi)或樓群密集區(qū)域內(nèi)的位置服務(wù)顯得尤為重要和迫切，本文研究基于WLAN的室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先闡述了室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)的研究背景、目的與現(xiàn)實(shí)意義，闡述了室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)的發(fā)展

3、情況與研究現(xiàn)狀；進(jìn)而總結(jié)了現(xiàn)有室內(nèi)無(wú)線通信信道模型、節(jié)點(diǎn)位置估計(jì)方法、定位技術(shù)的分類及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等理論基礎(chǔ)；重點(diǎn)分析了兩種基于RSSI的定位算法：基于RSSI的極大似然與加權(quán)質(zhì)心混合定位算法，以及基于RSSI的測(cè)距差分修正定位算法。考慮到無(wú)線信號(hào)易受到遮蔽、衰落、環(huán)境噪聲和多徑效應(yīng)等因素的影響，導(dǎo)致定位節(jié)點(diǎn)獲取的RSSI值可能存在很大的隨機(jī)波動(dòng)，從而使得定位精度的降低，而基于RSSI的定位算法對(duì)于RSSI隨機(jī)波動(dòng)抑制作用十分有限，因而難以

4、實(shí)現(xiàn)高精度的定位。針對(duì)該問(wèn)題，本文提出了一種基于RSSI的自適應(yīng)距離修正定位算法：該算法首先利用高斯模型對(duì)獲取的RSSI進(jìn)行篩選，以降低小概率或大干擾事件對(duì)整體數(shù)據(jù)測(cè)量的影響；同時(shí)，還引入了方向修正因子和距離閾值，分別對(duì)三邊測(cè)量算法和差分距離修正算法進(jìn)行改進(jìn)。理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)表明，與現(xiàn)有的RSSI無(wú)線定位算法相比，在多徑衰落和低信噪比信道條件下，該算法在一定程度上能有效地降低RSSI波動(dòng)所引起的定位誤差，使系統(tǒng)定位精度得到有效提升。進(jìn)

5、一步，鑒于傳統(tǒng)RSSI定位算法僅僅利用了信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)能量信息，使其在復(fù)雜信道條件下定位精度受限，而對(duì)于諸如符合IEEE802.11 WLAN標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電信號(hào)而言，有更多可用于定位的信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征信息并未加以有效利用。針對(duì)該問(wèn)題，本文提出了一種基于循環(huán)前綴（Cyclic Prefix，CP）的室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)方案。該算法不再以接收信號(hào)能量做作為測(cè)量指標(biāo)，取而代之是的OFDM信號(hào)中循環(huán)前綴采樣點(diǎn)集合與其在有效數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的部分的采樣點(diǎn)集合的相關(guān)值。由