基于信道状态信息的室内移动检测和定位技术研究

发布时间：2017-10-13 10:43

  本文关键词：基于信道状态信息的室内移动检测和定位技术研究

  更多相关文章： CSI MIMO 目标移动检测 室内定位

【摘要】：随着通信网络的快速增长和基于上下文感知需求的增长,刺激了对行为检测和定位技术的研究。行为检测和室内定位技术已经成为人们关注的热点,目前的技术主要有:RFID、Zig Bee、摄像头、红外线、超声波、传感器以及Wi-Fi等,虽然这些技术提供行为检测和定位功能,但是都在实用性方面或多或少存在一定的缺陷,因此本文提出一种新的行为检测和定位技术。首先,本文对比分析现有的移动检测和定位技术,并指出现有技术的不足之处。然后对现有目标移动检测和定位技术中两个关键特征的CSI和RSSI进行分析比对,指出RSSI特征的不足之处以及CSI的优势所在。其次,本文通过对比分析大量的实验结果,发现使用不同的Wi-Fi信息时,不同的目标行为下有不同的检测效果。为了打破这个僵局,本论文设计了Bfp(Behavior-free passive)行为无关的移动检测系统,使用Wi-Fi物理层的CSI信息和MIMO技术。首先Bfp系统提取物理层中的CSI信息,提取对人的行为敏感的CSI幅值方差特征。为了消除环境噪声,使用截尾滤波器对CSI幅值方差进行处理并且处理得到分布模型,使用Earth Mover’s Distance算法区分不同的检测结果,最后结合MIMO多数据流技术提高检测精确度。再次,本文在Bfp移动检测技术的基础上进一步扩展得到一个室内定位系统Bfp-L,不需要耗费大量的人力进行离线指纹的提取,也不需要进行后期复杂的指纹数据库的维护,并且定位准确度高,并且定位精度可以达到1米之内。最后,使用配备Intel 5300无线网卡的电脑以及型号为WRVS4400N的AP,提取鲁棒性的CSI信息,然后在拥挤的多径环境和空旷的会议室两种环境中对Bfp系统仿真并进行性能评估,在拥挤的多径环境对Bfp-L定位系统进行仿真并进行性能评估。
【关键词】：CSI MIMO 目标移动检测 室内定位
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92;TP391.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及研究目的和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究内容与成果13
• 1.4 本文组织结构13-15
• 第2章 基于射频信号的室内行为识别与定位技术15-22
• 2.1 基于射频信号的室内行为识别15-17
• 2.1.1 基于ZigBee的行为识别技术和方法15-16
• 2.1.2 基于RFID的行为识别方法16
• 2.1.3 基于Wi-Fi的行为识别方法16-17
• 2.1.4 其他基于射频的行为识别17
• 2.2 基于射频信号的室内定位技术17-20
• 2.2.1 三边定位法17-18
• 2.2.2 双曲线定位法18-19
• 2.2.3 极大似然估计法19-20
• 2.2.4 概率法20
• 2.3 室内行为识别和定位主要影响因素20-21
• 2.4 现有技术对比分析21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 信道状态信息特征提取和分析22-30
• 3.1 RSS信号22-23
• 3.2 CSI信号23-26
• 3.3 CSI的特征分析26-28
• 3.4 RSSI与CSI对比28-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第4章 基于CSI的行为无关移动检测及定位30-43
• 4.1 预备知识30-32
• 4.1.1 MIMO技术30-31
• 4.1.2 问题提出31-32
• 4.2 目标检测系统模型概述32-33
• 4.3 Bfp系统模型33-34
• 4.4 建立特征分布模型34-36
• 4.5 Bfp检测算法36
• 4.6 多数据流联合检测36-37
• 4.7 室内定位37-42
• 4.7.1 Bfp-L定位原理38-41
• 4.7.2 Bfp-L系统模型41
• 4.7.3 Bfp-L定位算法描述41-42
• 4.8 本章小结42-43
• 第5章 实验结果与分析43-54
• 5.1 实验环境搭建43
• 5.2 Bfp实验仿真43-50
• 5.2.1 性能指标44-45
• 5.2.2 不同参数的检测性能45-47
• 5.2.3 与其他技术的比较47-50
• 5.3 Bfp-L实验仿真50-53
• 5.3.1 性能指标51
• 5.3.2 实验参数对定位平均误差的影响51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

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本文编号：1024408