Wi-Fi技術(shù)在室內(nèi)定位應(yīng)用的劣勢(shì)

Wi-Fi定位技術(shù):Wi-Fi是根據(jù)IEEE 802.11系列通信協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)技能。使用Wi-Fi信號(hào)進(jìn)行室內(nèi)定位，首要采用測(cè)距交會(huì)與指紋匹配兩種辦法。其間，測(cè)距交會(huì)辦法能夠經(jīng)過(guò)丈量接收機(jī)到多個(gè)Wi-Fi接入點(diǎn)(access point，AP)的信號(hào)強(qiáng)度(received signal strength index，RSSI)，根據(jù)間隔與RSSI的信道衰減模型得到接收機(jī)到各AP的間隔，再經(jīng)過(guò)三角定位辦法得到方位估值。由于室內(nèi)環(huán)境雜亂、易變和非視距現(xiàn)象嚴(yán)峻，很難精確估計(jì)信道衰減模型，精度較差的信道衰減模型會(huì)影響最終定位精度。此外，信號(hào)發(fā)射器與接收機(jī)的間隔還能夠經(jīng)過(guò)丈量飛時(shí)(time of flight，TOF)辦法得到。

實(shí)驗(yàn)表明，室內(nèi)多徑和無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)的時(shí)變中斷服務(wù)對(duì)TOF丈量精度有較大影響。經(jīng)過(guò)合適的濾波器規(guī)劃以及對(duì)丈量成果進(jìn)行平滑，能夠進(jìn)步測(cè)距精度。指紋匹配定位辦法包含兩步：練習(xí)過(guò)程(training phase)和定位過(guò)程(positioning phase)。練習(xí)過(guò)程是預(yù)先將定位環(huán)境區(qū)分若干網(wǎng)格，并在網(wǎng)格點(diǎn)上采集信號(hào)指紋(如Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度)，存入指紋庫(kù)。定位過(guò)程是將接收到丈量值與預(yù)先構(gòu)建的網(wǎng)格指紋進(jìn)行比照，經(jīng)過(guò)匹配及相似性剖析得到室內(nèi)方位估計(jì)。

該辦法長(zhǎng)處在于不需求預(yù)先知道Wi-Fi接入點(diǎn)的坐標(biāo)和信號(hào)的信道衰減模型，其缺陷在于其信號(hào)容易受環(huán)境攪擾，在空闊空間誤配率高，而且構(gòu)建及更新指紋數(shù)據(jù)庫(kù)需求消耗大量的時(shí)間和人力。傳統(tǒng)的指紋匹配辦法以RSSI為丈量值樹(shù)立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，現(xiàn)在使用RSSI指紋匹配的Wi-Fi定位系統(tǒng)包含RADAR、Ekahau、Horus等，定位精度在2~5 m。RSSI指紋庫(kù)僅供給了環(huán)境和信號(hào)接收的粗信息，無(wú)法供給信號(hào)物理層更多的多徑信息。受益于Wi-Fi接收設(shè)備性能進(jìn)步，現(xiàn)在有些商用Wi-Fi接收模塊已能夠供給信道狀況信息(channel state information，CSI)。研究表明，使用CSI信息樹(shù)立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定位，能夠有效地進(jìn)步定位精度。

約束Wi-Fi指紋匹配定位辦法的商用和大范圍掩蓋的首要因素是高效的指紋庫(kù)樹(shù)立和自動(dòng)更新辦法?，F(xiàn)有關(guān)于下降指紋庫(kù)維護(hù)成本的辦法包含經(jīng)過(guò)采用插值、眾包(crowd sourcing)和根據(jù)激光雷達(dá)的室內(nèi)定位制圖(simultaneous localization and mapping，SLAM)等辦法。影響Wi-Fi定位精度進(jìn)一步進(jìn)步的首要因素包含：AP間信道攪擾，手機(jī)Wi-Fi的硬件差異性，以及人體對(duì)Wi-Fi信號(hào)的遮擋。此外，Wi-Fi的定位中的信息安全和個(gè)人隱私問(wèn)題現(xiàn)在也日趨受到重視。