專利名稱：一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，人們對無線室內(nèi)定位的需求與日俱增。為了向用戶提供基于定位信息的各種服務(wù)，室內(nèi)定位作為定位技術(shù)研究的一個熱點，越來越受到人們的關(guān)注。無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks,WLAN)是一種廣泛部署的新型信息獲取平臺，作為在實現(xiàn)室內(nèi)定位的一項技術(shù)，其高密度低成本的特性尤其具備競爭力。然而，由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，室內(nèi)定位技術(shù)面臨重大挑戰(zhàn)。如何消除這種影響， 從而提高無線局域網(wǎng)室內(nèi)的定位性能成為問題?，F(xiàn)行大多數(shù)無線室內(nèi)定位技術(shù)是依據(jù)開放環(huán)境下的射頻信號傳播損耗模型中接收信號強度與距離的關(guān)系進行目標點的位置計算。作為通用的無線電接收機技術(shù)指標，接收信號的強度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)值是一個對接收端射頻信號強度的測量值，指示接收端天線的功率大小。RSSI值越大代表信號越強，反之則信號越弱。在從理論上講，射頻信號從發(fā)射源到接收端沿著單獨的一條直線視距路徑傳播，并隨著距離增加，接收端信號強度會相應(yīng)減弱。然而在現(xiàn)實復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，發(fā)射源和接收端之間往往存在各種障礙物(天花板、地板和墻壁等)，使得信號沿不同的非直線(或者反射)的路徑進行傳播，這就是通常所說的多徑效應(yīng)。在這種效應(yīng)下，沿各種相異的反射路徑傳播的射頻信號在接收端相互重疊或抵消，使得接收信號強度不再滿足信號傳播損耗模型。換言之，由接收信號強度依據(jù)射頻信號傳播模型計算發(fā)射源與接收端之間距離的方法會產(chǎn)生定位不準的影響。因此，利用接收信號的強度指示值(RSSI值)去計算信號強度并不可靠?，F(xiàn)有基于接收信號強度指示(RSSI)值的無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)如下RADAR是第一個提出應(yīng)用無線局域網(wǎng)絡(luò)的接受信號強度指示(RSSI)值的室內(nèi)定位系統(tǒng)。它部署了一個標準的802. 11網(wǎng)絡(luò)適配器來測量在多個基站的無線電信號強度，采用KNN算法處理離線階段接入點的信號強度測量的實驗數(shù)據(jù)。此外，它兼顧墻壁衰減因子(WAF)和地面衰減因子 (FAF)構(gòu)建一個信號傳播模型，RADAR精度為3米；Horus應(yīng)用概率算法來確定目標位置，并具有高精度(0. 6米)。另一種是設(shè)計了在線定期測量RSSI值以減緩多徑衰落及物理環(huán)境變化的不良影響的室內(nèi)定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)對環(huán)境波動具備良好適應(yīng)性，并保持定位誤差在 3米以內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法及其裝置，可以有效地減少室內(nèi)環(huán)境多徑的影響，提高定位的精度及降低成本。
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為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，所述方法包括基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息；根據(jù)所述多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；根據(jù)所述信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型；根據(jù)優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離；根據(jù)所述信號強度和所述距離對所述目標節(jié)點進行定位。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度的步驟包括通過OFDM的快速傅立葉逆變換對所述信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息；根據(jù)所述優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息計算信號強度。優(yōu)選地，所述通過OFDM的快速傅立葉逆變換對所述信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息的步驟包括將頻域上的多個子載波的信道狀態(tài)信息進行快速傅立葉逆變換以獲得時域上的信道響應(yīng)；對從時域區(qū)分的多徑信號進行濾波處理并獲得所述多徑信號的直線視距；根據(jù)所述信道響應(yīng)和所述多徑信號的直線視距獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信肩、ο優(yōu)選地，所述根據(jù)所述信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型的步驟包括獲取所述優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息與距離之間的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系對室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型進行優(yōu)化。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述信號強度和所述距離對所述目標節(jié)點進行定位的步驟為 根據(jù)所述信號強度和所述距離通過三點定位方法對所述目標節(jié)點進行定位。優(yōu)選地，所述多個子載波的信道狀態(tài)信息的數(shù)量為30個。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度的方式是通過所述多個子載波的信道狀態(tài)信息的頻率多樣性計算信號強度。相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置， 所述裝置包括獲取模塊，用于基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息；信號強度計算模塊，用于根據(jù)所述獲取模塊所獲取的多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述信號強度計算模塊所計算的信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型；距離計算模塊，用于根據(jù)所述優(yōu)化模塊所優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離；定位模塊，用于根據(jù)所述信號強度計算模塊所計算的信號強度和所述距離計算模塊所計算的距離對所述目標節(jié)點進行定位。優(yōu)選地，所述信號強度計算模塊還用于通過OFDM的快速傅立葉逆變換對所述信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息；并根據(jù)所述優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息計算信號強度。優(yōu)選地，所述定位模塊用于根據(jù)所述信號強度和所述距離通過三點定位方法對所述目標節(jié)點進行定位。在本發(fā)明實施例中，在室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)普遍存在的情況下，在無線局域網(wǎng)中利用精準的信道狀態(tài)信息對信號強度進行計算進而進行室內(nèi)定位，利用信道狀態(tài)信息的頻率多樣性減少多徑衰減，減少典型室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)和頻率選擇性衰減的影響，可以更精確地計算目標節(jié)點位置信息，提高定位精度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的子載波信道狀態(tài)信息傳輸示意圖；圖2是本發(fā)明的定位實現(xiàn)過程的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的子載波信道狀態(tài)信息的多樣性的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例中的消除時域多徑效應(yīng)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的智能網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)組成示意圖； 圖7是本發(fā)明實施例的收集子載波信道狀態(tài)信息的示意圖8是本發(fā)明實施例的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面對本發(fā)明實施例的實現(xiàn)原理進行詳細介紹。目前大多數(shù)無線局域網(wǎng)采用 IEEE 802. lla/g/n標準以提供無線通訊服務(wù)。這些標準是基于物理層的正交頻分復(fù)用技術(shù) (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)的，其主要思想是在發(fā)送方將一個頻道正交分解為更精細的若干個正交子頻道，也稱為子載波，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在各個子載波上進行傳輸。這使得能在接收方同時獲取若干個子載波的信道狀態(tài)信息(Channel State ^formation，CSI)，如圖1所示。CSI是表示通信鏈路信道特性的信道狀態(tài)信息。CSI描述和反映了射頻信號從發(fā)射源到接收端的傳播狀態(tài)， 如散射、反射和衰減等。子載波上的信道狀態(tài)信息能反映出各個不同頻率上信號強度的大小。不同于傳統(tǒng)的從一個包獲取各頻率信號強度的平均值，在本發(fā)明實施例中，能夠獲取到更為精細的信號強度指示。本發(fā)明的具體實現(xiàn)原理主要是首先，從無線網(wǎng)絡(luò)物理層詳細分析造成接收信號強度指示(RSSI)值不準的原因，包括在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下信號的反射衰減和多徑效應(yīng)，從而進一步尋求更精準的信道信息以重新評測信號強度；其次，基于物理層的更精細的信道狀態(tài)信息計算信號強度，改進室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型，并根據(jù)模型計算距離。本發(fā)明的定位實現(xiàn)過程可參見圖2。圖3是本發(fā)明實施例的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法的流程示意圖，如圖3所示，該方法包括S301，基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息；S302，根據(jù)多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；S303，根據(jù)信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型；S304，根據(jù)優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離；S305，根據(jù)信號強度和距離對目標節(jié)點進行定位。進一步地，S302包括通過OFDM的快速傅立葉逆變換對信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息；根據(jù)優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息計算信號強度。具體實施中，通過OFDM的快速傅立葉逆變換對信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息的步驟包括將頻域上的多個子載波的信道狀態(tài)信息進行快速傅立葉逆變換以獲得時域上的信道響應(yīng)；對從時域區(qū)分的多徑信號進行濾波處理并獲得多徑信號的直線視距；根據(jù)信道響應(yīng)和多徑信號的直線視距獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息。圖4示出了本發(fā)明實施例的子載波信道狀態(tài)信息的多樣性的示意圖，圖4描述子載波信道信息的多樣性，各個子載波信道狀態(tài)信息的幅值不同，反映為圖中不同子載波的接收功率不同，可以利用頻率多樣性減少小規(guī)模衰減(Small-scale fading)。具體實施中， 可以通過對各個子載波的幅值予以頻率作為權(quán)值，計算加權(quán)平均值的平方，即獲取接收功率。下面結(jié)合圖4對該方法的S302進一步說明。在OFDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的傳輸過程中，信號經(jīng)過解調(diào)會直接輸出到解碼器中進行下一步處理。通過修改系統(tǒng)內(nèi)核，利用低成本的商用無線網(wǎng)卡獲取解調(diào)后的各個子載波的信道狀態(tài)信息，從而計算對應(yīng)的信號強度。針對載波信號狀態(tài)信息的頻率多樣性，在OFDM的快速傅立葉逆變換(IFFT)處理中結(jié)合相應(yīng)的濾波方法以得到更有效的子載波信道狀態(tài)信息(Effective CSI)。具體過程如下(1)通過將頻域上若干個子載波的信道狀態(tài)信息(信道響應(yīng))進行反傅立葉變換，從而得到時域上的信道響應(yīng)；( 由于802. 11的信道寬度較寬，因而能夠從時域區(qū)分出部分多徑信號，通過濾波處理，能夠減少多徑效應(yīng)的影響，從而提高定位的精度。本發(fā)明實施例中的消除時域多徑效應(yīng)示意圖如圖5所示。在典型室內(nèi)環(huán)境中，由于多徑效應(yīng)的普遍存在，接收信號往往是直線視距與多徑反射的組合。理論上，當(dāng)帶寬比相干帶寬大時，這些反射可以被消除從而得到直線視距。802. Iln的帶寬滿足這一限定要求，因而能達到消除多徑影響的效果。具體實施中，S303進一步包括
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獲取優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息與距離之間的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)對應(yīng)關(guān)系對室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型進行優(yōu)化。將優(yōu)化處理后的信道狀態(tài)信息作為輸入，根據(jù)設(shè)計的算法對不同環(huán)境下的環(huán)境系數(shù)和路徑損耗系數(shù)進行訓(xùn)練過程，進一步獲取優(yōu)化后的信道狀態(tài)信息與距離之間的對應(yīng)關(guān)系，從而完善室內(nèi)環(huán)境下的信號傳播路徑損耗模型。由于環(huán)境系數(shù)和路徑損耗系數(shù)在特定環(huán)境下保持一致，針對不同室內(nèi)環(huán)境只需要進行一次訓(xùn)練過程，并利用不同的距離進行反復(fù)的多次驗證，以保證改進后模型的正確性。另外，對環(huán)境系數(shù)和路徑損耗系數(shù)的訓(xùn)練過程在線完成，預(yù)期的訓(xùn)練時間會限制在一個可接受的時間片。因此，需要針對不同環(huán)境分別搭建實驗平臺，設(shè)計算法對路徑損耗參數(shù)不斷的進行測量和處理，并對信號傳播模型進行實時修正。具體實施中，S305為根據(jù)信號強度和距離通過三點定位方法對目標節(jié)點進行定位。基于有效的信道狀態(tài)信息與距離的關(guān)系和修正后的無線信號傳播模型設(shè)計全新的無線局域網(wǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)由兩部分組成多個無線接入點組成的發(fā)送方和待定位目標節(jié)點組成的接收方。在發(fā)送方，無線接入點將位置信息從網(wǎng)絡(luò)層通過傳輸信號的方式發(fā)送給目標節(jié)點。無線接入點的廣泛存在性可以方便快捷地得到多個無線網(wǎng)絡(luò)接入點的位置信息。在接收方，可以從物理層獲取子載波的信道狀態(tài)信息，根據(jù)改進后的信號傳播路徑損耗模型分別計算各個發(fā)送方到接收方的距離，并采用簡單有效的三點定位法對目標節(jié)點進行定位。如圖6所示，圖6中假設(shè)三個發(fā)送方的坐標分別為A(xl，yl)、B(x2， y2)、C(x3，y3)，待定位的接收方0坐標為0(x，y)，已知該點到三個發(fā)送方坐標點的距離分別為dl、d2、d3，則可用三邊測量法算出0點的坐標，即得到接收方的位置信息。在具體實施中，接收方可以配備802. Iln無線網(wǎng)卡，能同時獲取30個子載波的信道狀態(tài)信息。在本發(fā)明實施例中，在室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)普遍存在的情況下，在無線局域網(wǎng)中利用精準的信道狀態(tài)信息對信號強度進行計算進而進行室內(nèi)定位，利用信道狀態(tài)信息的頻率多樣性減少多徑衰減，減少典型室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)和頻率選擇性衰減的影響，可以更精確地計算目標節(jié)點位置信息，提高定位精度。另外，圖7示出了本發(fā)明實施例的收集子載波信道狀態(tài)信息的示意圖，如圖7所示，依賴無線網(wǎng)卡這一硬件，修改操作系統(tǒng)的網(wǎng)卡驅(qū)動，可以收集信道狀態(tài)信息，并通過API 將信道狀態(tài)信息提供給用戶。圖8是本發(fā)明實施例的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖，如圖8所示，該裝置包括獲取模塊80，用于基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息；信號強度計算模塊81，用于根據(jù)獲取模塊80所獲取的多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；優(yōu)化模塊82，用于根據(jù)信號強度計算模塊81所計算的信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型；距離計算模塊83，用于根據(jù)優(yōu)化模塊82所優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離；定位模塊84，用于根據(jù)信號強度計算模塊81所計算的信號強度和距離計算模塊 83所計算的距離對目標節(jié)點進行定位。進一步地，信號強度計算模塊81還用于通過OFDM的快速傅立葉逆變換對信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息；并根據(jù)優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息計算信號強度。進一步地，定位模塊84用于根據(jù)信號強度和距離通過三點定位方法對目標節(jié)點進行定位。本發(fā)明裝置實施例中的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置的各模塊功能的實現(xiàn)過程及原理可參見本發(fā)明的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法的實施例中的相應(yīng)過程描述，這里不再贅述。在本發(fā)明裝置實施例中，在室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)普遍存在的情況下，在無線局域網(wǎng)中利用精準的信道狀態(tài)信息對信號強度進行計算進而進行室內(nèi)定位，利用信道狀態(tài)信息的頻率多樣性減少多徑衰減，減少典型室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)和頻率選擇性衰減的影響，可以更精確地計算目標節(jié)點位置信息，提高定位精度。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。另外，以上對本發(fā)明實施例所提供的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法及其裝置進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括 基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息； 根據(jù)所述多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；根據(jù)所述信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型； 根據(jù)優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離； 根據(jù)所述信號強度和所述距離對所述目標節(jié)點進行定位。
2.如權(quán)利要求1所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度的步驟包括通過OFDM的快速傅立葉逆變換對所述信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息；根據(jù)所述優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息計算信號強度。
3.如權(quán)利要求2所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述通過OFDM的快速傅立葉逆變換對所述信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息的步驟包括將頻域上的多個子載波的信道狀態(tài)信息進行快速傅立葉逆變換以獲得時域上的信道響應(yīng)；對從時域區(qū)分的多徑信號進行濾波處理并獲得所述多徑信號的直線視距； 根據(jù)所述信道響應(yīng)和所述多徑信號的直線視距獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息。
4.如權(quán)利要求3所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型的步驟包括獲取所述優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息與距離之間的對應(yīng)關(guān)系； 根據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系對室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型進行優(yōu)化。
5.如權(quán)利要求1所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信號強度和所述距離對所述目標節(jié)點進行定位的步驟為根據(jù)所述信號強度和所述距離通過三點定位方法對所述目標節(jié)點進行定位。
6.如權(quán)利要求1所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述多個子載波的信道狀態(tài)信息的數(shù)量為30個。
7.如權(quán)利要求1或2所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法，其特征在于， 所述根據(jù)所述多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度的方式是通過所述多個子載波的信道狀態(tài)信息的頻率多樣性計算信號強度。
8.一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括獲取模塊，用于基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息；信號強度計算模塊，用于根據(jù)所述獲取模塊所獲取的多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述信號強度計算模塊所計算的信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型；距離計算模塊，用于根據(jù)所述優(yōu)化模塊所優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離；定位模塊，用于根據(jù)所述信號強度計算模塊所計算的信號強度和所述距離計算模塊所計算的距離對所述目標節(jié)點進行定位。
9.如權(quán)利要求8所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置，其特征在于，所述信號強度計算模塊還用于通過OFDM的快速傅立葉逆變換對所述信道狀態(tài)信息進行優(yōu)化并獲得優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息；并根據(jù)所述優(yōu)化后的子載波信道狀態(tài)信息計算信號強度。
10.如權(quán)利要求8所述的基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)裝置，其特征在于，所述定位模塊用于根據(jù)所述信號強度和所述距離通過三點定位方法對所述目標節(jié)點進行定位。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種基于物理層的無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位的實現(xiàn)方法及其裝置，其中，該方法包括基于物理層的正交頻分復(fù)用平臺獲取目標節(jié)點的多個子載波的信道狀態(tài)信息；根據(jù)多個子載波的信道狀態(tài)信息計算信號強度；根據(jù)信號強度優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境的傳播路徑損耗模型；根據(jù)優(yōu)化后的傳播路徑損耗模型計算每個發(fā)送方與接收方的距離；根據(jù)信號強度和距離對目標節(jié)點進行定位。在本發(fā)明實施例中，在室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)普遍存在的情況下，在無線局域網(wǎng)中利用精準的信道狀態(tài)信息對信號強度進行計算進而進行室內(nèi)定位，利用信道狀態(tài)信息的頻率多樣性減少多徑衰減，減少室內(nèi)環(huán)境多徑效應(yīng)和頻率選擇性衰減的影響，可以更精確地計算目標節(jié)點位置信息，提高定位精度。
文檔編號H04W64/00GK102421189SQ20111037321
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者伍楷舜, 倪明選, 羅笑南, 肖江, 陳弟虎 申請人:中山大學(xué)