基于Wi-Fi CSI的单接入点室内定位技术研究
发布时间：2021-03-23 14:57
互联网信息技术发展迅速,位置信息及其相关服务得到越来越多的重视。室内定位作为室外全球定位系统（Global Positioning System,GPS）的一种延伸与补充,吸引了国内外越来越多的学者对其进行研究。随着Wi-Fi设备的推广与普及,具有低成较本、推广容易等优势的Wi-Fi室内定位技术逐渐成为当前室内定位的主流技术。相较于早期基于信号状态强度（Received Signal Strength,RSS）的定位系统,Wi-Fi 的信道状态信息（Channel State Information,CSI）具有更细粒度的信息,具备实现高精度的室内定位条件。目前也涌现了越来越多基于CSI的室内定位技术,其中基于CSI的单AP（Access Point）定位也因具备更高的部署灵活性已成为研究热点。本文基于定制的基于Wi-Fi IEEE802.11n协议并支持收发双方双向跳频通信的软件无线电平台,利用采集的多信道MIMO CSI,研究了基于单AP的AoA（Angle of Arrival）估计和信号传输距离估计技术,联合AoA和距离估计结果对室内目标进行定位。本文的主要研究内容如下:首先,...
【文章来源】：中央民族大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＯＦＤＭ系统框图??８??
传输方案之一。??２．１．２?ＭＩＭＯ多输入多输出技术??多输入多输出（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）技术是针对于无线信道而言的，??指在信号的发射端和接收端分别使用多根天线，提高数据速率、减小误比特率，使空间??资源得到充分利用，从而大幅度提升数据传输效率，提升通信网络信号质量１４５］。??Ｘ?＇．如＿，???—?了?Ｊ???Ｉ?——１?＾ｔ??端?端??？“?、?…??Ｈ???ｍ????图２－２?Ｍ１ＭＯ系统信道糢型??如图２－２所示，ＭＩＭＯ系统中，假设有ｍ个发射天线与ｎ个接收天线，各天线间建立??了多条相互正交且独立的传输通道。采用２０ＭＨｚ带宽ＯＦＤＭ调制时，由信息论相关知??识，我们对ＭＩＭＯ系统信道的特性可以采用ｍｘｎ阶复矩阵Ｈ进行描述，其具体可以??表不为：??九１１九２１…九ｍｌ??Ｈ＝?＞２?Ｗ?（２－１）??？?？?？?？??ｈ＼ｎ?／ｌ２ｎ?？？？?＾ｍｎ－??式中ｉ?＝?１，２，?：＝?１，２，?表示第）根发射天线到第ｉ根接收天线之间的信道??增益，也就是信道状态信息。其接收信号Ｙ（ｔ）可表示为：??９??
▲?Ａ??发射脉冲序列?接收脉冲序列??｜?ｊｆｌｔｒ??ｔ?ｔ??图２－４多径传播示意图??在室内定位系统中，多径效应的影响是造成距离估计误差的主要原因。想要提高室??内定位的精度，需要提高多径的分辨率。??２．４整体定位方案??本文研究的是基于Ｗｉ－Ｆｉ?ＣＳＩ的测角与测距联合估计单ＡＰ室内定位技术。主要技术??包括ＣＳＩ数据的采集与处理，ＡｏＡ的估计与直射路径ＡｏＡ的辨别以及基于ＣＳＩ相位特??性的测距技术。整体定位技术方案见如图２－５所示。????、?｜基于ｃｓｉ角度估计?ｊ??丨ＣＳＩ收集?丨??Ｉ?????＿．．．．．．???????Ｉ??Ｉ?１?；?Ｉ飾押潘＿?：麟細达路制沾！??！?｜ｌｈ，?！?；?ｊ?ｔ?ｉ??！?严１?１，?！?■厂￣?￣Ｔ１?（５５ＳＳ???！?；?：?丨《惝方＾■阵处理Ｍ，?！??Ｉ?４?｜＾丁?一－?■■■，．．．．．?｜?鏡Ａｏ．Ａ??！?（Ｚ；．：，－，，Ａ．Ｉ?（ＳｉｉＵ３?！?ｊ?ＡｏＡＳｌＳＩＳＬｉｊ，麵继＾；??！?１??Ｉ?？?联含估ｉｔ?Ｉ加柳２３４?‘?Ｉ?Ｉ????］?ｉ???！?ａｗ＊ｆ？ＭＡ〇Ａ．?ｉ?ｅａｉ?ｉ??；?眺频技术?；?＊?ｉ??：？?！????＇?????１?｜?＿?仿射代：播聚类—＞－ｉ］?ｊ?！??Ｉ??－?Ｊ?Ｉ?，???｜??定位圬标位置丨｜??ｆ?—??．??，?Ｊ??Ｉ基于ＣＳｉ距离估计?ｉ?＇??ｒ?，??ｉ?ｃｓ〗预处理?！?ｉ????！??ｉ?；??！?丨
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合最大最小距离和加权密度的K-means聚类算法[J]. 马克勤,杨延娇,秦红武,耿琳,王丕栋. 计算机工程与应用. 2020(16)
[2]基于CFR的角度/距离联合单站定位[J]. 田增山,张千坤,周牧,李泽. 电子科技大学学报. 2019(05)
[3]无线信道多径分离技术[J]. 邓慧茹,朱丽平,田航. 电子设计工程. 2019(03)
[4]基于CFR虚拟阵列天线的AOA室内定位[J]. 田增山,张千坤,周牧,王斌. 电子学报. 2018(06)
[5]改进的蜂窝网室内定位匹配算法[J]. 田增山,舒月月,刘仪瑶,李玲霞. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]基于萤火虫优化的加权K-means算法[J]. 陈小雪,尉永清,任敏,孟媛媛. 计算机应用研究. 2018(02)
[7]无线通信系统中的大规模MIMO关键理论及技术研究[J]. 赖炎坤. 科技展望. 2017(01)
[8]基于Kmeans聚类的CSI室内定位[J]. 杨品章,王珊,余翔. 电子技术应用. 2016(12)
[9]导航与位置服务现状与发展[J]. 邓中亮. 卫星应用. 2016(02)
[10]基于贝叶斯过滤法的CSI室内定位方法[J]. 朱荣,白光伟,沈航,曹磊. 计算机工程与设计. 2015(03)
本文编号：3095993
【文章来源】：中央民族大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＯＦＤＭ系统框图??８??
传输方案之一。??２．１．２?ＭＩＭＯ多输入多输出技术??多输入多输出（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）技术是针对于无线信道而言的，??指在信号的发射端和接收端分别使用多根天线，提高数据速率、减小误比特率，使空间??资源得到充分利用，从而大幅度提升数据传输效率，提升通信网络信号质量１４５］。??Ｘ?＇．如＿，???—?了?Ｊ???Ｉ?——１?＾ｔ??端?端??？“?、?…??Ｈ???ｍ????图２－２?Ｍ１ＭＯ系统信道糢型??如图２－２所示，ＭＩＭＯ系统中，假设有ｍ个发射天线与ｎ个接收天线，各天线间建立??了多条相互正交且独立的传输通道。采用２０ＭＨｚ带宽ＯＦＤＭ调制时，由信息论相关知??识，我们对ＭＩＭＯ系统信道的特性可以采用ｍｘｎ阶复矩阵Ｈ进行描述，其具体可以??表不为：??九１１九２１…九ｍｌ??Ｈ＝?＞２?Ｗ?（２－１）??？?？?？?？??ｈ＼ｎ?／ｌ２ｎ?？？？?＾ｍｎ－??式中ｉ?＝?１，２，?：＝?１，２，?表示第）根发射天线到第ｉ根接收天线之间的信道??增益，也就是信道状态信息。其接收信号Ｙ（ｔ）可表示为：??９??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]结合最大最小距离和加权密度的K-means聚类算法[J]. 马克勤,杨延娇,秦红武,耿琳,王丕栋. 计算机工程与应用. 2020(16)
[2]基于CFR的角度/距离联合单站定位[J]. 田增山,张千坤,周牧,李泽. 电子科技大学学报. 2019(05)
[3]无线信道多径分离技术[J]. 邓慧茹,朱丽平,田航. 电子设计工程. 2019(03)
[4]基于CFR虚拟阵列天线的AOA室内定位[J]. 田增山,张千坤,周牧,王斌. 电子学报. 2018(06)
[5]改进的蜂窝网室内定位匹配算法[J]. 田增山,舒月月,刘仪瑶,李玲霞. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]基于萤火虫优化的加权K-means算法[J]. 陈小雪,尉永清,任敏,孟媛媛. 计算机应用研究. 2018(02)
[7]无线通信系统中的大规模MIMO关键理论及技术研究[J]. 赖炎坤. 科技展望. 2017(01)
[8]基于Kmeans聚类的CSI室内定位[J]. 杨品章,王珊,余翔. 电子技术应用. 2016(12)
[9]导航与位置服务现状与发展[J]. 邓中亮. 卫星应用. 2016(02)
[10]基于贝叶斯过滤法的CSI室内定位方法[J]. 朱荣,白光伟,沈航,曹磊. 计算机工程与设计. 2015(03)
本文编号：3095993
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