论文部分内容阅读
近年来,随着无线网飞速发展,基于商用WIFI室内定位技术已成为移动计算领域研究热点。在不同传播环境视距(Light-of-Sight,LOS)/非视距(Non-Light-of-Sight,NLOS)下,WIFI室内定位表现出不同性能。但目前大部分WIFI室内定位系统均在LOS/NLOS已知的先验条件下实现。此外,多数系统均采用多接入点(Access Point,AP)实现定位,然而,在实际场景中通常仅部署一个AP。针对上述缺陷,本文提出一个传播环境识别系统Asor(Area Sensor,Asor)和一个基于Asor的室内分米级定位系统Aloc(Asor-based localization,Aloc),该定位系统仅采用单WIFI实现高精度室内移动目标定位。首先,本文基于菲涅耳区(Fresnel Zone,FZ)模型分析信道状态信息(Channel State Information,CSI)特征,并建立两个数学模型,分别为CPA(CSI Power Absolute value,CPA)和DCPA(Diversification of CSI Power Absolute values,DCPA)。其次,基于DCPA和CPA模型分别提出两个LOS/NLOS子检测器,DCPA检测器和CPA检测器。然而,DCPA检测器仅适用于动态场景,CPA检测器在静态场景下效果较好。针对此问题,本文利用隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)提出一个新的传播环境检测系统Asor,该系统在动/静态场景下均实现实时、精确的LOS/NLOS检测。本文通过大量实验评估Asor性能,实验结果表明,Asor在静态场景下LOS/NLOS的中值检准率为93.44%和86.56%,在动态场景下LOS/NLOS的中值检准率是87.19%和86.56%。最后,本文提出一个基于多径频相噪声消除的室内分米级定位系统Aloc,该系统基于Asor实现单WIFI室内目标定位。Aloc由两部分组成:飞行时间(Time Of Flight,TOF)估计和到达角(Angle Of Arrival,AOA)估计。此外,本文从多角度评估Aloc性能,实验结果表明,Aloc在LOS/NLOS下均实现高精度定位,尤其在LOS下,中值定位误差低于1m。