[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用WIFI場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行離去角度估計(jì)的定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410078906.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103945331B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文杰;王波;張渭樂(lè);李騖;董建云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W4/04
• 分類(lèi)號(hào): H04W4/04;H04W64/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種利用WIFI場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行離去角度估計(jì)的定位方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的搭建至少使用一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)，各發(fā)送節(jié)點(diǎn)配備以一定時(shí)隙間隔進(jìn)行波束旋轉(zhuǎn)切換的定向天線(xiàn)，并且使其中一根定向天線(xiàn)主波束方向豎直向下，其他定向天線(xiàn)以同一傾角斜向下均勻地圍成一周，其中波束切換部分由基帶處理、D/A變換、控制部分和射頻發(fā)送部分構(gòu)成；

其中，基帶處理根據(jù)IEEE 802.11協(xié)議的Beacon信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造多個(gè)廣播Beacon信號(hào)數(shù)據(jù)幀，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符SSID字段給各幀配置不同的SSID，并按照協(xié)議規(guī)范分別進(jìn)行CRC校驗(yàn)、擴(kuò)頻、加擾處理，得到發(fā)送數(shù)據(jù)序列，最終完成基帶信號(hào)調(diào)制，生成對(duì)應(yīng)的基帶數(shù)據(jù)；

D/A變換將基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行D/A變換，上變頻到射頻后使用定向天線(xiàn)發(fā)送；為了使不同標(biāo)識(shí)符的Beacon信號(hào)對(duì)應(yīng)不同的波束方向，將空間劃分為若干虛擬區(qū)域，利用控制信號(hào)來(lái)控制波束的切換以及選擇各波束方向上對(duì)應(yīng)的發(fā)送數(shù)據(jù)，最終以恒定的功率在各個(gè)方向上發(fā)送帶有不同SSID的廣播Beacon信號(hào)；

(2)待測(cè)節(jié)點(diǎn)估計(jì)離去角度：首先將發(fā)送節(jié)點(diǎn)的位置、各發(fā)送方向?qū)?yīng)的Beacon信號(hào)的SSID以及天線(xiàn)方向圖數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到手機(jī)或PC終端，網(wǎng)絡(luò)中的待測(cè)節(jié)點(diǎn)在工作模式下進(jìn)行采樣，接收射頻信號(hào)并利用自身的收發(fā)模塊對(duì)其進(jìn)行下變頻處理，監(jiān)聽(tīng)并記錄各個(gè)SSID對(duì)應(yīng)信號(hào)的RSSI，根據(jù)各RSSI取值估計(jì)離去角度；具體方法是，對(duì)于四周的定向天線(xiàn)對(duì)應(yīng)的信號(hào)，選擇取值最大的兩個(gè)RSSI，即為相鄰天線(xiàn)上對(duì)應(yīng)信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)，計(jì)算比值，通過(guò)與水平方向圖中場(chǎng)強(qiáng)的分布進(jìn)行匹配便能估計(jì)待測(cè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的方位角θ；選擇取值最大的一個(gè)RSSI值與豎直向下方向?qū)?yīng)信號(hào)的RSSI，求比值并與垂直方向圖匹配估計(jì)俯仰角

(3)待測(cè)節(jié)點(diǎn)估計(jì)位置：在單個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的情況下，通過(guò)已知的發(fā)送節(jié)點(diǎn)的位置信息與步驟(2)中的離去角度估計(jì)結(jié)果，在球坐標(biāo)系下，待測(cè)節(jié)點(diǎn)位于以發(fā)送節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的射線(xiàn)上，結(jié)合待測(cè)節(jié)點(diǎn)距離地面的高度，估計(jì)待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置；在采用多個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的情況下，分別經(jīng)過(guò)各個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)確定待測(cè)節(jié)點(diǎn)所在的射線(xiàn)，計(jì)算各射線(xiàn)交點(diǎn)即為節(jié)點(diǎn)位置估計(jì)值。