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基于信道状态信息的室内无线定位技术研究

周言  
【摘要】:信号接收强度由于其易获取性而被传统的室内定位方案所广泛采用,但室内环境的多径干扰因素会导致基于信号强度定位效果的准确性和稳定性下降。针对该问题,室内无线网络中来自物理层的信道状态信息能更好地反映当前信道特征,并能利用多径实现更精细化的室内定位应用。本文分析和讨论了802.11n无线网络的信道状态信息,并基于该特性研究与设计了基于信道状态信息的室内人群计数算法和室内被动式定位系统。实验结果表明,所设计的算法和室内定位效果均能满足实际应用需求。本文的主要研究工作包括:(1)分析了基于信号接收强度定位方案在室内定位方面的缺陷,并讨论了引入物理层的信道状态信息。(2)通过对比信道状态信息与接收信号强度的物理特性和提取过程,发现信道状态信息可感知环境变化并在室内环境基本不变的情况下趋于稳定的特性,从而可以精细化的应用于室内定位方案。(3)根据信道状态信息可感知室内环境变化的特性,提出了基于信道状态信息的室内人群计数算法,通过膨胀矩阵的计算、膨胀百分比的调整和利用动态更新的指纹库来实现室内人群计数。(4)根据信道状态信息在环境基本不变时趋于稳定的特性,设计和实现了基于信道状态信息的室内被动定位的系统。通过对当前状态信息与动态指纹库进行EMD度量的比对,实现了不携带任何电子设备目标的室内定位。(5)通过仿真工具和实验平台,对上述算法的性能和系统的室内定位效果进行了分析和讨论。


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