【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來,位置信息將成為移動設(shè)備和移動應(yīng)用中的重要組成部分。目前,Wi-Fi作為一種最常用的無線通信協(xié)議已經(jīng)被部署在幾乎所有的公共基礎(chǔ)設(shè)施中,因此,研究如何利用無處不在的Wi-Fi實現(xiàn)對移動設(shè)備的室內(nèi)定位是非常具有價值和意義的�？紤]到接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)在室內(nèi)環(huán)境下的不穩(wěn)定性,本文將利用Wi-Fi底層的信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)進行室內(nèi)定位算法研究。本文的主要研究內(nèi)容和貢獻如下:首先,針對目前Wi-Fi芯片陣列天線數(shù)量不足導致多重信號分類(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法無法解析各路信號到達角度(Angle of Arrival,AoA)的問題,本文充分利用Wi-Fi CSI中子載波的頻域信息擴展了 Wi-Fi芯片傳感器的數(shù)量,從而將傳統(tǒng)MUSIC算法的基本思想運用到了測量的CSI矩陣上,構(gòu)建了基于CSI的AoA-ToF聯(lián)合估計算法,最終實現(xiàn)了對路徑到達角度和飛行時間(Time of Flight,ToF)的估計。仿真實驗證明了算法的可行性。然后,針對現(xiàn)有基于CSI的空間平滑算法在低信噪比情況下對相干信號分辨率不高的問題,本文提出了一種基于CSI的前后向空間平滑算法對信號進行解相干。仿真結(jié)果和實測結(jié)果均表明本文提出的算法有效地提高了相干信號在低信噪比和復雜室內(nèi)環(huán)境下的分辨率,從而保證了基于CSI的AoA-ToF聯(lián)合估計算法的估計精確度。接著,本文研究如何從多徑信號中識別出直達波并獲取相應(yīng)的AoA估計值,針對現(xiàn)有直達波識別方法存在的計算量較大、需要用戶參與等問題,本文提出一種基于多發(fā)送天線測量的直達波識別方法,實驗表明該方法對直達波的識別兼具準確性和時效性,且無需用戶參與,有效地解決了目前室內(nèi)多徑環(huán)境下直達波識別較為困難的問題。最后,本文通過融合目標設(shè)備與各錨節(jié)點間的角度和距離信息實現(xiàn)了位置估計,并基于所設(shè)計的定位算法全流程實現(xiàn)了一個室內(nèi)定位系統(tǒng)。根據(jù)實驗結(jié)果,本文設(shè)計的定位系統(tǒng)的在典型室內(nèi)環(huán)境下的中值定位誤差約為0.7m,優(yōu)于目前Wi-Fi平臺上最具代表性的AoA定位系統(tǒng)之一的SpotFi室內(nèi)定位系統(tǒng)。
【圖文】：

影響信號強度的接收機與發(fā)射機之間最大的障礙物（墻）數(shù)量，ＭＭＦ表示障礙物（墻）逡逑衰減系數(shù)旦通過ＲＳＳ測距估計出待測節(jié)點和多個錨節(jié)點的距離，便可以通過三角逡逑定位［４５］的方法獲得待測節(jié)點的位置，如圖２－１所示：逡逑卞錨節(jié)點３邋？３邐＼逡逑／’邋＼一逡逑ｒ、２邋NB卜位置，＼逡逑＼邐錨節(jié)點１邋ｚ、／邐邐邋ｚ邐＇逡逑＼＼邐１／邋又邋Ｉ逡逑＼邋、２、丨逡逑＼邐ｙ逡逑圖２－１三角定位法逡逑７逡逑

華南理３：大學碩士學位論文取相對復雜，也需要接收器部署天線陣列，但是基于ＡｏＡ方法具有非常多的優(yōu)勢。首先，基于ＡｏＡ的定位方法是具紋定位方法需要在前期耗時耗力建立指紋數(shù)據(jù)庫，也不像，其次，，該方法也不要求收發(fā)端保證嚴格的時鐘同步，這定位技術(shù)的廣泛運用提供了前提基礎(chǔ)。目前，學術(shù)界已有的定位精確度都達到了分米級。隨著８０２．１１ｎ的普及和８０２．１１多天線Ｗｉ－：Ｆｉ設(shè)備已經(jīng)被廣泛運用在實際生活中，因此，的定位方法將逐漸被運用在現(xiàn)有Ｗｉ－Ｆｉ網(wǎng)絡(luò)中，成為未來商位方法。逡逑
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN92

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本文編號：2705018