[發明專利]一種基于信號強度的室內無線局域網移動用戶定位方法

無效

• 申請號: 201210286571.7
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102821463A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 張維;李文濤;田琦楠;王嘉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及一種室內無線局域網定位的方法，屬于無線定位領域，具體為一種基于信號強度的室內無線局域網移動用戶定位方法。

背景技術

由于WI-FI在市區的高覆蓋率，所以基于WI-FI的定位系統得到了廣泛的發展。普遍存在而且持續增加的WI-FI信號“云”已經覆蓋市區，而且有交叉重疊部分。另一方面PDA、筆記本和智能手機等移動設備中也都內置了無線網卡，這使得使用WI-FI信號室內定位成為可能，雖然這些應用并不在最初的計劃中。與其他室內定位系統（例如紅外線室內定位系統、超聲波室內定位系統、射頻識別室內定位系統）相比，WI-FI定位系統一般不需要添加新的硬件，系統部署簡單，維護成本低，可擴展性較高。

WLAN最主要的一種工作模式是訪問點模式，利用無線接入點（Access?Point,AP）承擔無線網絡覆蓋和通信任務。AP以一定的頻率連續向外廣播煙火信號，標識自己的存在和網絡的基本信息，以便WLAN客戶端進行掃描識別。WLAN客戶端通過掃描不同AP發送的煙火信號獲取基本的無線網絡信號信息（比如信號RSS值），進而估計移動用戶的位置。

基于RSS的WLAN定位有兩種常見方法，一種是信號強度分析法，另一種是位置指紋法。前者利用RSS與距離（移動用戶與AP的距離）的關系，建立信號的傳播模型對目標進行定位。其定位精度主要依賴于建立的信道衰減模型是否符合當前的復雜布局和結構。不過由于墻壁等障礙物造成的信號衰減和多徑效應以及環境的變化都會使此種方法定位精度嚴重惡化。位置指紋定位法通過采集所需定位區域內校正點位置的RSS作為指紋信息，與其對應的校正點位置生成位置指紋數據庫，然后利用移動用戶測定的實時RSS，采用匹配算法來確定與數據庫中哪一組數據相匹配從而得出用戶的實際位置。

常見的與RSS相關的指紋信息有兩種：第一種是基于每個校正點接收不同AP的RSS平均值建立指紋庫，由于在室內存在多徑衰落、繞射等現象，在同一個接收點RSS的起伏多很大，所以僅僅根據RSS平均值的位置指紋往往定位精度不高；為了獲取更高的定位精度，第二種方法概率定位法最近得到了關注，此方法的指紋形式是一定時間內信號強度的概率分布，如直方圖。但是RSS的分布是非高斯分布，同時分布受到環境變動、天線接收方向改變等因素的影響。因此，為了得到較高的定位精度，需要線下階段在校正點處多次測試RSS值，而且需要多個校正點，這無疑大大增加線下階段的工作量和線上階段的算法計算量。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于信號強度的室內無線局域網移動用戶定位方法。針對室內復雜環境中信號非視距傳播而且RSS時變性強的問題，建立若干校正點的指標，通過指標匹配實現室內無線局域網移動用戶定位。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種基于信號強度的室內無線局域網移動用戶定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將待定位的室內場景劃分為M個標準網絡，以每個網格的幾何中心作為一個校正點；在待定位的室內場景內有N個無線接入點的信號；

步驟2：對M個校正點分別建立靜態指標，靜態指標包括：

靜態指標1：若校正點與第x個無線接入點的直線距離明顯遠于校正點與第y個無線接入點的直線距離，則該校正點存在指標RSS_x≤RSS_y，其中RSS_x和RSS_y分別對應第x個無線接入點和第y個無線接入點的RSS觀測值，x,y＝1,2,…,N；若校正點與所有N個無線接入點的直線距離無明顯遠近區別，則默認匹配該指標；

靜態指標2：當第x個無線接入點處在校正點的網格內時，則該校正點存在指標：第x個無線接入點的RSS觀測值不小于其他無線接入點的RSS觀測值；若校正點的網格內沒有無線接入點時，則默認匹配該指標；