用于WLAN指纹匹配定位的室内接收信号强度特性研究

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1、第36卷第4B期2009年4月计算机科学ComputerScienceV01．36No．4BApr．2009用于WLAN指纹匹配定位的室内接收信号强度特性研究梁尧徐玉滨邓志安周牧(哈尔滨工业大学通信技术研究所哈尔滨150080)摘要通过对大量实验数据的统计分析，对用于WLAN指纹匹配定位的室内接收信号强度特性进行了研究。发现并解释了RSS分布的双峰现象，并分析了其对匹配定位的不利影响和解决方法。另外，通过对RSS统计特性的比较，得出一些有益于提高定位精度的结论。关键词WL创N，指纹定位，RSS，双峰现象PmpertiesofIndoorReceiVedSi印alStre

2、n班hforWI-ANL0cationFingerprintingL洲GYaoXUYu-billDENG孙i_anZHOUM[u(CommuIlicationRes∞rchCenter，HarbinInstituteofTechn010皂∥，Harbin150080，China)AI搭tractInthispaper，PropeniesofIndoorReceiVedSignalStre嘤hwereresearchedforWLANLocationFinger-printingwiththeaIlalysesofexper．蚰entalda饥Discoveredande

3、xplailledthebirnodalphenoInena加distributionofRss，discusseditsadverseeffectsonWLAN10cationf堍erprintillgsyst锄sandsolutions．】3esides，someusefulconclu—sionsweregivenforWLANlocationfillgerpmtingthroughthecompaIisonofRSsstatisticalproperties．K叩vordSWLAN，L0cationfing唧riming，RSS，Bimodal1引言近年来，随着

4、无线局域网络的迅猛发展，基于现有无线局域网络架构的室内定位系统与指纹匹配定位算法的研究，正逐渐成为研究的热点。同其他室内定位算法不同，指纹匹配定位算法不依赖于室内无线电波到达时间(TOA)与到达角度(AOA)的预测精度，而是将测量到的信号特性参数，如接收信号强度(Rss)，与前期测量的各个参考点的信号特性进行匹配，根据各参考点的位置信息来确定测量点的位置[1．z-。由于采用这种指纹匹配的方法，避免了在室内的复杂环境下对距离的预测，因而精度得到了很大的提高。用于指纹匹配的信号参量可以是RSS均值，如RADAR系统[3]，也可以是RSS概率密度分布，如Horus系统[4

5、。

6、现有的研究大多重点放在提取RSs之后的指纹匹配算法上，以达到更高的定位精度，却忽视了基于w1AN平台的Rss特性研究的重要性，而基于WAN指纹匹配的室内定位系统中的误差，部分就是由于室内复杂环境下信号的大幅抖动造成的。对室内RSS特性的研究[5]，对于指纹匹配定位系统来说具有十分重要的意义：通过研究可以了解，在要求的精度下，至少需要多少个无线接入点(AP)作为定位信号源；在测量RsS建立指纹数据的过程中，是否有减少误差、提高精度的可能等等。本文通过大量的实验数据分析与RSs特性的研究发现并解释了RSS分布的双峰现象，并分析了其对匹配定位的不利影响和解决方法。另外，比较分

7、析了室内RSS均值与标准方差的变化特性，讨论了AP放置的影响等，得出的结论为室内定位的技术应用提供了理论依据。2实验建立介绍RSS的提取是建立在无线局域网络平台之上的，我们在一个典型的office楼层环境下，覆盖了基于802．119标准的图1wLAN楼层覆盖图无线局域网络。AP选用D1iIll【的DⅥ，2100Ap，并选用装本文受863计划专题课题：基于模糊逻辑算法的wLAN室内定位技术(2008AAl22305)资助。梁尧男，研究生，主要研究领域为室内定位与新型导航技术，E-mil：qliangyao一1983@sohu．com；徐玉滨男，教授，博士生导师，主要研究领

8、域为通信网及专用移动通信系统等。·39·有Imd豫o，w眦Ie％3口{5A陆王线同#的笔记奉电脑作为接收端．AP的遗址要缘台毒虑覆盖的教粜与经济性．且疆盏不仅要求瞒足通信．而且￡求嘴2定位．埘整个接艋上∞任意一点挖们杯要求有2十Ht的AP信号能够疆盏．原因将在后面加U讨蛇．如傅l所示．AP的与接收n的高度持平。为n75m．AP发送符台802119标水的烟火信号．发进功串为od‰1．％段为2{GHz的lsM鞭＆发逆间隔为l。0ms．所有虏同『】为荚．接收帆放置枉12ll房问mjm*lm的规则同格设置信号采集点．如H2所示。崭阃长84m．宽8