基于信号幅值分布的室内指纹定位算法

室内定位算法是基于位置服务领域研究的难点之一。针对室内定位应用场合和精度问题,提出了利用K-means和KNN融合算法对覆盖率广的WiFi信号进行指纹定位。WiFi指纹定位主要问题是前期指纹库数据的精确以及后期数据的匹配效果。首先,对WiFi信号的概率分布进行研究,弥补了一直以来由于K-means是无监督学习带来的k值的难以选取的缺陷,提高了指纹库的精确性,同时确保数据实时性。后期在线数据处理利用KNN分类算法进行后期在线定位过程的准确性。经多个实验场景测试结果表明,该算法在室内定位精度上3 m定位精度概率保持在78.4%,4 m精度保持在93.6%,基本上保证了室内定位精度的要求。     

国际

韩国WiFi新技术无GPS仍可给手机定位 韩国相关机构正在研发一项新的定位技术。在脱离GPS信号的情况下，通过WiFi信号仍可以对智能手机进行定位。     

应用于WiFi室内定位的自适应仿射传播聚类算法

在室内覆盖的大量的WiFi信号可以用来室内定位。尽管很多WiFi室内定位技术被提出,但其定位精度仍然未达到实际应用的需求。针对这个问题,该文提出一种自适应仿射传播聚类(AAPC)算法用以提高WiFi指纹的聚类质量,从而提高定位精度。AAPC算法通过动态调整参数生成不同的聚类结果,然后采用聚类有效性指标筛选出其中最佳的。采集大量真实环境数据进行试验,试验结果表明采用AAPC算法产生的聚类结果具有更高的定位精度。     

穿墙定位雷达静止人体目标的信号处理

穿墙定位雷达作为一种新型雷达,在灾害搜救,反恐等军事领域有着广泛的应用前景,因此引起了人们的众多关注.其探测目标分为运动和静止状态的人体,相对运动目标人体静止目标的探测定位信号处理要复杂很多,对静止目标人体的探测定位是本文讨论的重点.在文中较为详尽的叙述了穿墙定位雷达中静止目标人体定位的整个信号处理过程,从原始雷达数据的获取到雷达信号的预处理,再到静止目标人体特征信号的提取及判别直至对静止目标人体的定位,特别是在静止目标人体特征信号的提取上采用了现代信号处理方法中的奇异值分解法和自适应最小均方误差滤波方法,取得了很好的效果,文中并对这两种处理方法的优缺点进行了分析比较,最后给出了静止目标人体的定位实验结果,验证了文中所述的信号处理方法的有效性和可行性.     

无线局域网室内定位关键参数计算

利用无线局域网（WiFi）进行定位是室内定位的一种可靠方法,但是在对城市WiFi信号进行采样收集,以利用它进行定位时会遇到许多现实困难.首先是安全隐私问题,往往无法进入他人住宅或办公区域测量WiFi接入点（AP）的实际位置;其次是终端WiFi模块的性能问题,不同WiFi模块在同一位置对同一AP可能获得不同的信号强度,因此也会造成信号强度偏移误差,最后是传播模型中的衰减参数估计问题,复杂的环境室内中往往难以靠经验确定信号衰减参数.文中提出一种基于Keenan-Motley （KM）模型的关键参数计算方法,通过对传播模型线性化求解能够利用周边采样点有效估算AP位置、信号强度偏移误差和传播衰减参数.     

基于WiFi的无线网状（Mesh）组网技术

目前,无线局域网由于相对有线网络的众多优点受到广泛应用,其中WiFi因为高效的工作能力而受到热捧,但是WiFi由于支持范围有限,使得它的发展受到一定程度的限制,这里对该问题进行了研究。在不添加有线基础设施、扩大成本的情况下,考虑将网上的无线设备作为路由器使用,对数据进行不断转发,通过多个无线跳来进行组网,即利用无线网状（Mesh）组网技术,在低成本的条件下,大大的扩展无线信号的覆盖范围。考虑到无线网状组网技术在当前市场上的应用,其业务支持能力和性能方面的优势,证明了想法提出的合理性及可行性。基于WiFi的无线网状（Mesh）组网技术不仅具有WiFi本身的优势,还解决了WiFi的覆盖范围小的问题,因此会有广泛的应用空间和很好的发展前景。     

WiFi信号外辐射源雷达双目标检测的研究

随着WiFi、WiMax信号的广泛覆盖,基于正交频分复用(OFDM)信号的外辐射源雷达技术应用得以广泛发展.通过论述OFDM技术的特点以及两大标准802.11和802.16,论证了WiFi雷达技术的可行性,并进一步将信号识别技术运用到外辐射源雷达目标检测中.同时研究了不同情形下的模糊函数效果,经过对比,最终选取直达波与混合波的模糊函数构建双目标定位模型进行仿真,成功得到了目标所在位置,证实了WiFi信号作为雷达辐射源进行多目标定位的理论可行性.     

基于WiFi的目标反射信号提取及定位算法

近年来,利用WiFi的普遍性与其提供的信道信息对覆盖范围内的人物进行定位成为一个十分热门的研究方向。现存的室内定位通常需要提前在离线阶段建立相应特征库,有些系统还对设备有特殊要求。文章提出了一种基于商用WiFi路由器和无线网卡的系统,通过对信道状态信息(CSI)进行处理,成功分离出由移动目标反射的动态路径信号,用于参数提取,构建定位模型,对目标进行定位跟踪,可以做到0.7 m精度的定位。     

基于区域限制的WiFi/PDR融合实时定位算法

针对室内定位系统在实际应用场景中算法复杂度高、运算量较大的问题,文中设计并实现了一种基于EKF的WiFi/PDR融合定位系统。在WiFi指纹定位部分提出了基于自适应滑动窗口的指纹匹配方法,通过邻近状态的RSSI欧式距离解算得到搜索窗口,以动态调整指纹库的匹配范围,从而实现了定位结果的快速收敛。在融合定位阶段,结合EKF与PDR的系统特性来解决时间配准问题。以WiFi数据更新为基准,利用EKF算法进行数据融合,在融合数据不同步时由PDR直接输出定位结果。实验结果表明,该定位系统具有良好的运行效果与稳定性,所提方法在实际定位场景中的平均定位误差为2.27 m,并在80%的情况下能够达到3 m的定位精度。     

基于一次反射的室内WiFi辐射源单站定位方法

为了解决WiFi外辐射源雷达现场应用中首先需要实时获取室内辐射源位置的问题,通过详细分析室内环境中信号的反射方式和特性,利用一次反射信号建立了WiFi辐射源测量的到达时间差(TDOA)模型,并分析推导出辐射源坐标求解方程。对于该非线性方程,先利用Taylor展开在初值处将其线性化,然后利用高斯牛顿迭代法估计辐射源坐标,且具有较快的收敛速度。仿真分析表明其所提算法可实现室内辐射源定位,且因方程线性化带来的精确度损失可通过迭代得到快速补偿。     

基于WiFi的Android移动设备导航系统的设计开发

鉴于智能终端设备的普遍应用和WiFi信号的覆盖范围的日益扩大,设计开发一种基于Android操作系统、WiFi以及GPS等技术为核心的GPS导航应用系统,对系统各主要功能模块的设计进行了详细的分析与研究。系统实现的功能模块主要包括图形界面模块、GPS定位模块、WiFi扫描模块、手机连接WiFi网络模块、Socket通讯及数据库管理模块。借助该系统,基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置,并获取各种基于位置的服务。     

基于WiFi信号的多维参数估计与三维轨迹跟踪算法

在未来物联城市的规划和现有的发展情况下,基于位置的服务变得越来越重要。室内定位在很多场景都有着明朗的应用前景,如轨迹跟踪、老人看护、手势识别等。但是现存的室内定位通常需要在离线阶段大量实验以建立相应特征库,有些系统还对设备有特殊要求。另外,现有的定位系统多是基于对二维平面上的运动进行定位,未曾考虑对进行三维运动的人进行定位。对此我们提出了一种基于商用WiFi路由器和无线网卡下的系统,对人体反射回的无线信号做处理,从而得到多普勒频移、信号飞行时间、到达角度这些多维参数,对进行三维运动的人进行跟踪定位。我们的系统只用两个接收端,可以动态的适应环境,提取出多维用以估计位置的参数,达到0.7m精度的三维轨迹跟踪。      

基于RSS与CSI混合指纹室内定位研究

接收信号强度指示(RSS)作为一种主流的方案常用于基于测距的定位系统和指纹定位系统.但是,RSS常常受到多径效应及噪声信号的影响,其定位性能并不稳定.近年来,很多商用的WiFi设备支持获取物理层的信道状态信息(CSI).CSI是比RSS能以更细粒度表征信号特性的一种指标.相比RSS,CSI通过对多路子载波信号特征分析,从而尽可能避免多径效应与噪声的影响.CSI为基于WiFi的室内定位技术开辟了新的空间,因而被广大研究者所关注.基于以上原因,本文开展了异构无线网络下基于RSS与CSI混合指纹的室内定位方法研究.     

基于有线电视同轴电缆传输WiFi信号的设计与仿真

为了有效解决家庭WiFi信号传输不稳定的问题,提出了基于有线电视同轴电缆传输WiFi信号的方案。通过测试无线信号在同轴电缆中的衰减性能,验证了WiFi信号基于同轴电缆传输比在自由空间传播有更好的传输性能。最后设计和仿真了有线电视信号和WiFi信号的混合分配电路,经过实际测试,验证了其在一般家庭布线下传输的适用性和可靠性。     

基于WiFi的分级室内定位

在经典的K最近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)的WiFi定位方法中,其算法复杂度随着定位区域和定位区域内的WiFi接入点(Access Point,AP)的增加而增加,无法满足实时定位的要求.为此,提出一种分级WiFi定位算法.算法分为粗定位和精定位阶段,首先通过AP的可见性利用汉明距离寻找可能的子区域,再用KNN算法在子区域内(利用信号强度欧氏距离)进行精定位.经过实测数据验证,平均单次定位时间在KNN算法下下降了约95％,在最大后验算法下下降了约96％,表明所提分级定位框架具有延迟低的优点.     

多距融合室内定位算法研究

目前WiFi在室内环境中使用频次高,用户在通过两个相邻AP时会发生AP切换,并累计产生大量WiFi访问日志。WiFi日志中包含定位所需的接收信号强度指示符,在定位系统中直接利用WiFi访问日志中的数据,将极大地简化定位部署复杂度。文中提出了一种在两个相邻AP环境下,基于WiFi日志的多距融合室内定位算法,并通过实验仿真将新算法与路径损耗模型定位方法进行对比。实验结果表明,新算法具有易部署、低成本、低复杂度等特点,当训练样本个数达到300时即可达到稳定定位效果。     

WiFi外辐射源雷达参考信号重构及其对探测性能影响研究

利用WiFi (Wireless Fidelity)信号作为外辐射源进行探测可获得较好的性能,然而WiFi信号本身及其应用环境的复杂性又决定了其参考信号获取的难度。该文分析了利用WiFi信号进行探测的特点,探讨了参考信号获取的不同方式,针对典型WiFi信号结构,提出了与WiFi无源探测相适应的参考信号重构方法,并结合接收信号的信噪比分析了参考信号重构质量对探测性能的影响。研究表明,参考信道所接收信号的信噪比越高,其解调误比特率越低,重构后的参考信号对于杂波抑制性能越好,其模糊函数噪声基底也越低,越有利于目标探测。同时,针对接收信号中的非监测信号成分所产生的虚假目标重影,提出了基于重构的参考信号修正方法进行消除。仿真分析表明了以上处理方法对参考信号获取的有效性。      

WiFi分流EV-DO研究

将高流量基站特定区域的数据流量有目的地迁移到WiFi网络,对于缓解EV-DO的网络压力、提高WiFi网络的资源利用率都有着积极的意义。文章对WiFi和EV-DO作了对比,结合WiFi分流EV-DO的流程,论述了忙小区和忙用户的确定标准、分流用户的定位方法以及WiFi的覆盖方案,最后结合实例对分流效果进行了对比分析。     

WiFi 外辐射源雷达信号模糊函数及副峰抑制分析

WiFi (Wireless Fidelity)信号具有覆盖范围广、带宽大等优点,利用其作为外辐射源进行探测可达到较高的距离与多普勒分辨率。该文分析了典型WiFi 信号的结构,建立了描述信号的数学模型,并针对双基地外辐射源雷达应用,探讨了典型WiFi 信号结构与其模糊函数特性的关系。同时根据模糊函数副峰出现的时频及幅度特征,结合信号构成分析了其产生机理,并提出了一种基于直达波提纯的副峰抑制方法,从而可避免副峰干扰在目标探测中带来的虚警。仿真结果表明了该信号分析与处理方法的有效性。      

基于等效载噪比的WiFi与北斗三号RSMC出站信号的兼容性分析

近年来,北斗导航系统建设逐渐完善,北斗三号区域短报文通信(Reginal Short Message Communication, RSMC)服务已进入行业应用越来越广的关键时期。WiFi信号与北斗三号RSMC出站信号频率接近,在实际使用过程中,2个系统可能存在兼容性问题。针对WiFi信号干扰对北斗三号RSMC出站信号性能的影响问题,介绍了北斗三号RSMC出站信号的空口特性,分析了WiFi信号对北斗三号RSMC出站信号的带外干扰和带内干扰,基于等效载噪比的分析方法,从载噪比损失方面对干扰的强度做了仿真分析,并给出了改进方法。研究结果为WiFi和北斗区域短报文服务兼容并存提供技术基础。