基于Wi-Fi CSI的單接入點(diǎn)室內(nèi)定位技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-23 14:57
互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)發(fā)展迅速,位置信息及其相關(guān)服務(wù)得到越來(lái)越多的重視。室內(nèi)定位作為室外全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)的一種延伸與補(bǔ)充,吸引了國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。隨著Wi-Fi設(shè)備的推廣與普及,具有低成較本、推廣容易等優(yōu)勢(shì)的Wi-Fi室內(nèi)定位技術(shù)逐漸成為當(dāng)前室內(nèi)定位的主流技術(shù)。相較于早期基于信號(hào)狀態(tài)強(qiáng)度(Received Signal Strength,RSS)的定位系統(tǒng),Wi-Fi 的信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)具有更細(xì)粒度的信息,具備實(shí)現(xiàn)高精度的室內(nèi)定位條件。目前也涌現(xiàn)了越來(lái)越多基于CSI的室內(nèi)定位技術(shù),其中基于CSI的單AP(Access Point)定位也因具備更高的部署靈活性已成為研究熱點(diǎn)。本文基于定制的基于Wi-Fi IEEE802.11n協(xié)議并支持收發(fā)雙方雙向跳頻通信的軟件無(wú)線電平臺(tái),利用采集的多信道MIMO CSI,研究了基于單AP的AoA(Angle of Arrival)估計(jì)和信號(hào)傳輸距離估計(jì)技術(shù),聯(lián)合AoA和距離估計(jì)結(jié)果對(duì)室內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行定位。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,...
【文章來(lái)源】:中央民族大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?OFDM系統(tǒng)框圖??8??
傳輸方案之一。??2.1.2?MIMO多輸入多輸出技術(shù)??多輸入多輸出(Multiple-Input?Multiple-Output,MIMO)技術(shù)是針對(duì)于無(wú)線信道而言的,??指在信號(hào)的發(fā)射端和接收端分別使用多根天線,提高數(shù)據(jù)速率、減小誤比特率,使空間??資源得到充分利用,從而大幅度提升數(shù)據(jù)傳輸效率,提升通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量145]。??X?'.如_,???—?了?J???I?——1?^t??端?端???“?、?…??H???m????圖2-2?M1MO系統(tǒng)信道糢型??如圖2-2所示,MIMO系統(tǒng)中,假設(shè)有m個(gè)發(fā)射天線與n個(gè)接收天線,各天線間建立??了多條相互正交且獨(dú)立的傳輸通道。采用20MHz帶寬OFDM調(diào)制時(shí),由信息論相關(guān)知??識(shí),我們對(duì)MIMO系統(tǒng)信道的特性可以采用mxn階復(fù)矩陣H進(jìn)行描述,其具體可以??表不為:??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)根發(fā)射天線到第i根接收天線之間的信道??增益,也就是信道狀態(tài)信息。其接收信號(hào)Y(t)可表示為:??9??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]結(jié)合最大最小距離和加權(quán)密度的K-means聚類算法[J]. 馬克勤,楊延?jì)?秦紅武,耿琳,王丕棟. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2020(16)
[2]基于CFR的角度/距離聯(lián)合單站定位[J]. 田增山,張千坤,周牧,李澤. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]無(wú)線信道多徑分離技術(shù)[J]. 鄧慧茹,朱麗平,田航. 電子設(shè)計(jì)工程. 2019(03)
[4]基于CFR虛擬陣列天線的AOA室內(nèi)定位[J]. 田增山,張千坤,周牧,王斌. 電子學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]改進(jìn)的蜂窩網(wǎng)室內(nèi)定位匹配算法[J]. 田增山,舒月月,劉儀瑤,李玲霞. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[6]基于螢火蟲(chóng)優(yōu)化的加權(quán)K-means算法[J]. 陳小雪,尉永清,任敏,孟媛媛. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(02)
[7]無(wú)線通信系統(tǒng)中的大規(guī)模MIMO關(guān)鍵理論及技術(shù)研究[J]. 賴炎坤. 科技展望. 2017(01)
[8]基于Kmeans聚類的CSI室內(nèi)定位[J]. 楊品章,王珊,余翔. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(12)
[9]導(dǎo)航與位置服務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 鄧中亮. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(02)
[10]基于貝葉斯過(guò)濾法的CSI室內(nèi)定位方法[J]. 朱榮,白光偉,沈航,曹磊. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2015(03)
本文編號(hào):3095993
【文章來(lái)源】:中央民族大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?OFDM系統(tǒng)框圖??8??
傳輸方案之一。??2.1.2?MIMO多輸入多輸出技術(shù)??多輸入多輸出(Multiple-Input?Multiple-Output,MIMO)技術(shù)是針對(duì)于無(wú)線信道而言的,??指在信號(hào)的發(fā)射端和接收端分別使用多根天線,提高數(shù)據(jù)速率、減小誤比特率,使空間??資源得到充分利用,從而大幅度提升數(shù)據(jù)傳輸效率,提升通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量145]。??X?'.如_,???—?了?J???I?——1?^t??端?端???“?、?…??H???m????圖2-2?M1MO系統(tǒng)信道糢型??如圖2-2所示,MIMO系統(tǒng)中,假設(shè)有m個(gè)發(fā)射天線與n個(gè)接收天線,各天線間建立??了多條相互正交且獨(dú)立的傳輸通道。采用20MHz帶寬OFDM調(diào)制時(shí),由信息論相關(guān)知??識(shí),我們對(duì)MIMO系統(tǒng)信道的特性可以采用mxn階復(fù)矩陣H進(jìn)行描述,其具體可以??表不為:??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)根發(fā)射天線到第i根接收天線之間的信道??增益,也就是信道狀態(tài)信息。其接收信號(hào)Y(t)可表示為:??9??
▲?A??發(fā)射脈沖序列?接收脈沖序列??|?jfltr??t?t??圖2-4多徑傳播示意圖??在室內(nèi)定位系統(tǒng)中,多徑效應(yīng)的影響是造成距離估計(jì)誤差的主要原因。想要提高室??內(nèi)定位的精度,需要提高多徑的分辨率。??2.4整體定位方案??本文研究的是基于Wi-Fi?CSI的測(cè)角與測(cè)距聯(lián)合估計(jì)單AP室內(nèi)定位技術(shù)。主要技術(shù)??包括CSI數(shù)據(jù)的采集與處理,AoA的估計(jì)與直射路徑AoA的辨別以及基于CSI相位特??性的測(cè)距技術(shù)。整體定位技術(shù)方案見(jiàn)如圖2-5所示。????、?|基于csi角度估計(jì)?j??丨CSI收集?丨??I?????_......???????I??I?1?;?I飾押潘_?:麟細(xì)達(dá)路制沾!??!?|lh,?!?;?j?t?i??!?嚴(yán)1?1,?!?■廠 ̄? ̄T1?(55SS???!?;?:?丨《惝方^■陣處理M,?!??I?4?|^丁?一-?■■■,.....?|?鏡Ao.A??!?(Z;.:,-,,A.I?(SiiU3?!?j?AoASlSISLij,麵繼^;??!?1??I???聯(lián)含估it?I加柳234?‘?I?I????]?i???!?aw*f?MA〇A.?i?eai?i??;?眺頻技術(shù)?;?*?i??:??!????'?????1?|?_?仿射代:播聚類—>-i]?j?!??I??-?J?I?,???|??定位圬標(biāo)位置丨|??f?—??.??,?J??I基于CSi距離估計(jì)?i?'??r?,??i?cs〗預(yù)處理?!?i????!??i?;??!?丨
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]結(jié)合最大最小距離和加權(quán)密度的K-means聚類算法[J]. 馬克勤,楊延?jì)?秦紅武,耿琳,王丕棟. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2020(16)
[2]基于CFR的角度/距離聯(lián)合單站定位[J]. 田增山,張千坤,周牧,李澤. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]無(wú)線信道多徑分離技術(shù)[J]. 鄧慧茹,朱麗平,田航. 電子設(shè)計(jì)工程. 2019(03)
[4]基于CFR虛擬陣列天線的AOA室內(nèi)定位[J]. 田增山,張千坤,周牧,王斌. 電子學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]改進(jìn)的蜂窩網(wǎng)室內(nèi)定位匹配算法[J]. 田增山,舒月月,劉儀瑤,李玲霞. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[6]基于螢火蟲(chóng)優(yōu)化的加權(quán)K-means算法[J]. 陳小雪,尉永清,任敏,孟媛媛. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(02)
[7]無(wú)線通信系統(tǒng)中的大規(guī)模MIMO關(guān)鍵理論及技術(shù)研究[J]. 賴炎坤. 科技展望. 2017(01)
[8]基于Kmeans聚類的CSI室內(nèi)定位[J]. 楊品章,王珊,余翔. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(12)
[9]導(dǎo)航與位置服務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 鄧中亮. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(02)
[10]基于貝葉斯過(guò)濾法的CSI室內(nèi)定位方法[J]. 朱榮,白光偉,沈航,曹磊. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2015(03)
本文編號(hào):3095993
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