基于WiFi的室内定位方法的研究

发布时间：2017-07-02 20:20

  本文关键词：基于WiFi的室内定位方法的研究

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【摘要】：随着互联网和移动技术的快速发展,人们对信息服务的需求有着明显提高,针对室内LBS(Location Based Service)的研究更引起大众的广泛关注。GPS定位系统虽然在室外环境下有着较高的定位精度,但信号易受建筑物等障碍遮挡,以及复杂的室内环境产生的信号遮蔽,多径传播等效应使得GPS难以满足用户在室内的定位需求。而超声波、红外线、射频技术等的提出虽对室内定位问题提供了解决方案,但各自存在弊端,成本偏高或是易受多径效应影响而无法取得经济而有效的定位方案。本文对物理层的信道状态信息CSI(Channel State Information)进行分析,用以识别链路特征,实现目标定位及轨迹跟踪等问题的研究,本文主要内容有:1.本文利用细粒度的物理层信息CSI作为目标入侵检测的基础,提出了基于相似性度量的目标入侵检测方法。首先对静态环境的信道状态信息进行采样并提取特征,随后实时收集CSI振幅信息并与静态环境特征进行相关性匹配,根据相关性系数大小判定某时刻是否有目标入侵。实验结果表明这种多载波振幅匹配的算法可以获得较高的检测率。2.通过目标对链路不同遮挡情况的特征分析,本文提出了一种基于信号遮挡特征的Device-free位置识别方法。实验预先记录不同距离遮挡信号传播路径的CSI振幅分布特征,通过目标同时对多个链路信号传播的遮挡,结合多组收发端的距离匹配信息和收发端的位置信息来计算目标位置。实验结果表明这种基于信号遮挡特征匹配的位置识别算法可以获得较好的定位效果。3.本文在目标检测和位置识别问题研究的基础上,进一步提取信号的相位差值,提出了基于接收信号相位差的轨跟踪方法。该方法采用了多天线测量技术,首先利用相邻天线载波相位差计算目标方向,结合多组天线计算来计算目标位置,基于接收信号相位差的轨迹追踪方法可以获取较好的准确性。
【关键词】：信道状态信息 目标检测 位置识别 轨迹跟踪
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 室内定位技术背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 定位技术简介9-10
• 1.2.2 定位算法分类10-14
• 1.2.3 定位算法性能的评价标准14
• 1.3 本文主要研究工作14-15
• 1.4 本文章节安排15-16
• 第2章 WiFi网络中信道状态信息的的研究16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 WiFi信号的传播特性16-19
• 2.3 基于OFDM-MIMO技术的信道状态信息CSI的获取19-22
• 2.3.1 OFDM-MIMO技术简介19-20
• 2.3.2 信道状态信息的获取20-22
• 2.4 CSI与RSS的性能比较22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 基于相似性度量的目标入侵检测方法的研究24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 问题描述24-27
• 3.3 静态链路CSI的异常剔除27-28
• 3.4 目标检测方法28-35
• 3.4.1 基于特征向量匹配的目标检测方法28-29
• 3.4.2 基于EMD的目标检测方法29-35
• 3.5 实验结果及分析35-39
• 3.5.1 CSI稳定性分析36-37
• 3.5.2 实验相关参数对目标检测准确率的影响37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 基于信号遮挡特征的位置识别方法的研究40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 问题描述40-43
• 4.3 单一收发端遮挡特征的提取43-47
• 4.4 基于信号遮挡的多收发端定位方法的实现47-49
• 4.5 实验结果及分析49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 基于接收信号相位差的轨迹跟踪方法的研究52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 问题描述52-53
• 5.3 相位差轨迹跟踪算法53-59
• 5.4 实验结果及分析59-62
• 5.5 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目71

  本文关键词：基于WiFi的室内定位方法的研究

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本文编号：511089