基于CSI和RSSI融合的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，基于位置的服務(wù)越來越受到人們的關(guān)注，由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，通用GPS定位已不能滿足室內(nèi)定位的需求。在互聯(lián)網(wǎng)時代中，WiFi網(wǎng)絡(luò)迅速普及，因其易部署，成本低，傳播范圍廣等特點(diǎn)已經(jīng)成為目前人們生活中必不可少的上網(wǎng)方式。目前基于WiFi的室內(nèi)定位中一般使用的是WiFI的信號強(qiáng)度和信道狀態(tài)信息等兩種物理特性進(jìn)行定位，經(jīng)過許多科研人員在對信號強(qiáng)度的使用過程中，發(fā)現(xiàn)其容易受到多徑效應(yīng)的影響，很不穩(wěn)定。針對這種情況，研究

2、人員開始嘗試使用信道狀態(tài)信息來進(jìn)行定位。因此本文基于對WiFi室內(nèi)定位的研究基礎(chǔ)上，分別指出了基于信號強(qiáng)度和信道狀態(tài)信息定位算法的不足之處，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案。本文主要工作包含以下幾個方面：
　　1.針對信號強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，本文引入信道狀態(tài)信息來進(jìn)行室內(nèi)定位，通過對信道狀態(tài)信息的技術(shù)背景和信號特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)信道狀態(tài)信息是WiFi信號在正交頻分復(fù)用信道傳播中在物理層上提取出來的一種細(xì)粒度信息。通過正交頻分復(fù)用信道，信道狀態(tài)信

3、息能夠有效的對抗多徑效應(yīng)，顯著的提升定位的精度。本文也通過分析了信號強(qiáng)度和信道狀態(tài)信息在室內(nèi)定位上的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)信號強(qiáng)度在室內(nèi)定位中易獲取，因此能夠大規(guī)模的使用于移動客戶端，但是難以保持高精度，而信道狀態(tài)信息能夠保證定位的高精度，但是由于自身還只能通過定制的無線網(wǎng)卡來獲取，較難大規(guī)模的使用。
　　2.針對信號強(qiáng)度和信道狀態(tài)信息的優(yōu)缺點(diǎn)，本文提出了使用信號狀態(tài)信息和信號強(qiáng)度融合的定位方法。首先建立筆記本電腦和無線路由器的連接，因?yàn)闊o

4、線狀態(tài)信息的振幅在靜態(tài)環(huán)境中穩(wěn)定，對于動態(tài)環(huán)境變化響應(yīng)敏感，所以本文在筆記本和無線路由連接的鏈路上提取其信道狀態(tài)信息的振幅來對定位區(qū)域進(jìn)行分割，將定位區(qū)域分割成若干個小區(qū)域。然后在這些小區(qū)域內(nèi)合理部署無線路由器，這樣使得使用信號強(qiáng)度的定位階段能消除移動客戶端和無線路由器之間的遮蔽影響，同時縮短連接距離，通過這樣顯著減少信號強(qiáng)度造成的誤差。最后接收到信號強(qiáng)度之后，使用修正和加權(quán)濾波降低信號強(qiáng)度由于自身的不穩(wěn)定性造成的誤差，使得在這樣的小區(qū)

5、域內(nèi)使用信號強(qiáng)度的三角定位能夠保證其定位的精度。這樣融合系統(tǒng)能夠有效的對抗多徑效應(yīng)的影響，又能在移動客戶端實(shí)現(xiàn)，同時保證較高的定位精度，也減少了指紋匹配定位中建立指紋庫消耗的人力和時間成本。
　　3.本文很據(jù)提出的融合定位算法設(shè)計了基于Android移動客戶端的定位系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)的設(shè)計方案，介紹了定位系統(tǒng)的架構(gòu)，完成了定位系統(tǒng)服務(wù)器端和客戶端的各個功能模塊的詳細(xì)設(shè)計，并從離線訓(xùn)練階段和在線定位階段介紹了系統(tǒng)的工作流程。使用JAV