本文選題：室內(nèi)定位 + 信道狀態(tài)信息�。� 參考：《蘭州交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng),尤其是Wi-Fi已經(jīng)普遍部署,這也使得大量無(wú)線(xiàn)交互服務(wù)和普適的手機(jī)應(yīng)用程序如雨后春筍般層出不窮。而室內(nèi)定位就是這些關(guān)鍵應(yīng)用中的一個(gè)。人們主要關(guān)心的是如何設(shè)計(jì)出一個(gè)適應(yīng)環(huán)境的定位應(yīng)用。這要求在各種復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下構(gòu)建的信號(hào)傳播模型能夠抵抗各種干擾,尤其是多徑效應(yīng)的影響,從而獲得精確的距離估計(jì)。傳統(tǒng)的基于信號(hào)接收強(qiáng)度的信號(hào)傳播模型非常容易受到由于多徑效應(yīng)帶來(lái)的時(shí)域和空間的信號(hào)波動(dòng)。多徑效應(yīng)帶來(lái)的影響是導(dǎo)致大多數(shù)室內(nèi)定位系統(tǒng)出現(xiàn)距離估計(jì)誤差的原因。憑直覺(jué)我們認(rèn)為那些處于弱多徑效應(yīng)的點(diǎn),也就是受多徑效應(yīng)干擾較小的點(diǎn),在路徑損耗傳播模型下將會(huì)獲得更精確的距離估計(jì)。因此,如何區(qū)分多徑效應(yīng)的強(qiáng)弱成為獲取精確距離估計(jì)的關(guān)鍵。然而,目前商用Wi-Fi設(shè)備采集的MAC層的RSSI信號(hào)對(duì)多徑效應(yīng)的區(qū)分度不高,很難區(qū)分出多徑效應(yīng)的強(qiáng)弱。傳統(tǒng)的室內(nèi)定位解決方案總是要在定位性能和定位通用性上做出取舍。這兩者是魚(yú)與熊掌的關(guān)系,不可兼得。如果我們想要提高定位性能,那么定位通用性就會(huì)下降。大部分高精度的室內(nèi)定位解決方案的通用性都很低。這是因?yàn)樗麄兌际轻槍?duì)特定的環(huán)境,所以當(dāng)他們應(yīng)用于其他環(huán)境時(shí),定位性能就會(huì)急劇下降。因此,對(duì)于室內(nèi)定位而言,我們急需的是一個(gè)通用的精確的室內(nèi)定位方案。本文提出了一個(gè)基于弱多徑效應(yīng)判別的通用的精確的室內(nèi)定位方案。本文采用物理層的信道狀態(tài)信息(CSI)來(lái)判斷多徑效應(yīng)的強(qiáng)弱。我們分別從CSI信號(hào)的時(shí)域和頻域中提取三個(gè)特征。然后我們用這三個(gè)特征的閾值來(lái)區(qū)分弱多徑效應(yīng)環(huán)境和強(qiáng)多徑效應(yīng)環(huán)境。基于弱多徑效應(yīng)識(shí)別,我們提出了一個(gè)通用的精確的室內(nèi)定位方案。這一解決方案融合RSSI信號(hào)和CSI信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位。然后,我們用這一解決方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)室內(nèi)定位系統(tǒng)。在我們的室內(nèi)定位系統(tǒng)中,我們首先通過(guò)提取的CSI特征篩選那些出處于弱多徑效應(yīng)環(huán)境的點(diǎn)。然后,我們把這些點(diǎn)采集的RSSI信號(hào)代入預(yù)先構(gòu)建的路徑損耗傳播模型,就算發(fā)射端和接收端之間的距離。最后,我們用定位算法計(jì)算接收端的位置。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明處于弱多徑效應(yīng)環(huán)境的點(diǎn)能夠獲得更精確的距離估計(jì)。因此,系統(tǒng)的定位性能,包括定位精度和定位準(zhǔn)確度都很高。這樣,我們獲得了一個(gè)通用的精確的室內(nèi)定位系統(tǒng)。
[Abstract]:Wireless LAN, especially Wi-Fi, has been widely deployed, which makes a large number of wireless interactive services and ubiquitous mobile applications springing up. And indoor positioning is one of these key applications. The main concern is how to design a positioning application that adapts to the environment. This requires a variety of complex rooms. The signal propagation model built in the internal environment can resist all kinds of interference, especially the influence of multipath effect, so as to obtain accurate distance estimation. The traditional signal propagation model based on the signal receiving intensity is very easy to be subjected to the time-domain and space signal fluctuation caused by the multipath effect. The influence of the multipath effect is big. Most of the indoor positioning systems have the cause of distance estimation error. By intuition, we think that those points in the weak multipath effect, that is, the point that is less interfered by the multipath effect, will get more accurate distance estimation under the path loss propagation model. Therefore, how to distinguish the strength of the multipath effect is the key to obtaining the precise distance estimation. However, at present, the RSSI signal of the MAC layer collected by commercial Wi-Fi equipment is not very distinguished from the multipath effect, and it is difficult to distinguish the strength of the multipath effect. The traditional indoor positioning solutions always make a trade-off between the positioning performance and the positioning universality. Bit performance, then positioning generality will decline. Most high-precision indoor positioning solutions are very low in generality. This is because they are specific to a specific environment, so when they are applied to other environments, the positioning performance will drop dramatically. So, for indoor positioning, we are in urgent need of a general precision. This paper proposes a general and accurate indoor location scheme based on the weak multipath effect discrimination. This paper uses the channel state information of the physical layer (CSI) to determine the strength of the multipath effect. We extract three features from the time domain and frequency domain of the CSI signal respectively. Then we use the threshold of the three features to come to the region. On the basis of weak multipath effect environment and strong multipath effect environment. Based on the weak multipath effect recognition, we propose a general and accurate indoor location scheme. This solution combines RSSI signal and CSI signal to locate. Then, we use this solution to design an indoor positioning system. In the system, we first select the points that are located in the weak multipath environment through the extracted CSI features. Then, we replace the RSSI signals collected by these points into a pre built path loss propagation model, even if the distance between the transmitter and the receiver. Finally, we use the location algorithm to calculate the location of the receiver. The points in the weak multipath environment can obtain more accurate distance estimation. Therefore, the positioning performance of the system, including the positioning accuracy and location accuracy, is very high. In this way, we have obtained a general and accurate indoor positioning system.

【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：1882720