無線局域網中基于信號強度的室內定位

摘要：隨著我國社會的發展和科技的進步，互聯網已經成為了都市生活的一部分，如今無論是網上購物、網上訂餐或是網上約車都已經變為了常態化。在這一系列的變化中我們應當知道的是這一切的改變都離不開無線網絡的助力。除了無線局域網絡，我們對于定位系統的依賴也越來越嚴重，無論是GPRS汽車導航還是網上訂餐和約車我們都需要用到定位系統。但是我們經常會發現定位系統的準確性通常較低，為了改變這一問題各國都開始利用無線局域網與定位系統相結合，給予無線局域網的信號強度來對信號接收設備進行定位，這樣的技術大大提高了室內定位的準確性。

關鍵詞：無線局域網 信號強度 定位

中圖分類號：TN925.93 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0037-01

定位系統隨著智能手機的普及與我們的生活距離越來越近，尤其是我們目前經常使用的網上訂餐和網上約車系統都需要定位系統的支持。我們目前使用的定位系統大多是全球衛星定位系統也就是GPRS，這種定位系統是通過衛星信號來對我們的位置進行定位的，這種技術在我們生活領域實際上已經有很長的時間了，不過其雖然能夠為我們提供定位，但是其準確性卻受到了很多方面的制約，尤其是在大廈林立的都市中GPRS系統的衛星信號經常會被建筑物阻擋造成定位不準甚至是無法定位的情況，尤其是GPRS在室內定位的效果就更是差強人意了，在這樣的情況下給予無線局域網信號強度的室內定位成為了一個新的研究熱點，并且至今已經取得了一定的成就，今天筆者就和大家來談一談關于無線局域網中局域信號強度的室內定位。

1 室內定位系統的發展

室內定位系統的發展應當追溯到二十世紀的九十年代末，當時由于人們逐漸的發現GPRS在室內的定位準確性較低且受到的影響因素較多，于是科學家們就開始對這一問題展開了研究，在這期間有過很多較為優秀的室內定位系統，例如Active Badges項目和改進后的Active Bats都是具有代表性的室內定位系統，除此之外，微軟還研究出了Easy Living項目，還有名噪一時的Georgia Tech項目，這些室內定位技術的出現可謂是“江山一時多少豪杰”，這些室內定位技術很多都能十分精確的進行室內定位，其準確性遠遠高于GPRS系統，但是其本身卻都有一個致命的局限性，那就是這些室內定位技術都需要專門的定位工具才能使用，并且其維護費用很高昂，而系統的布置卻又過于復雜，這使得這些室內定位系統都注定無法被普及。在室內定位系統一直在研發的時候，無線局域網絡也正在悄然興起。

2 基于信號強度的無線局域網定位技術

2.1 室內無線局域網的定位方法

室內局域網由于其局域網覆蓋的廣度通常都在100米左右，或者說每一個AP的覆蓋距離不會超過100米，在這樣的情況下，網絡傳輸所需要的時間是極為短暫的，其電波從發送到接受所需要的時間趨近于零，在這樣的情況下TOA與TDOA這兩種信號傳輸距離對目標進行定位的技術是無法被應用的。不過我們都知道在室內是有墻壁等會對信號起到發散作用的障礙物的，這種障礙物會對無線局域網的信號造成影響，使其無法較為通常的進行傳播，這就使得接受信號的設備實際上是在信號已經發生了多次分散之后才能接收到，這種分散會使得信號發生失真效應。所以在這樣的情況下基于到達角度測距的AOA技術也無法在室內定位當中起到明顯的作用。

2.2 室內無線信號模型的建立

無線局域網信號在視距傳播過程中，它的路徑損耗與T-R距離成對數關系。但是室內無線型號的傳播方式與視距傳播是有所不同的，在室內墻壁等設施都會成為無線型號的障礙物，無線型號穿過這些信號物就會對其信號強度造成衰減，其中對信號衰減最強的就是墻壁。加之，無線信號衰減的速度也是不一樣的，其余信號發射點的距離決定了其衰減的速度，離信號發射點越緊其衰減的程度也就越小，因此在室內建立無線信號數學模型的方式是很難精準計算目標位置的。

2.3 建立經驗值數據庫

無線信號在室內的使用過程中，存在一定的不確定性，用戶發射出的信號和接收設備的距離并不是確定的，因此無法通過建立數學模型對其模擬運算。如果我們想要對目標進行較為精準的計算就必須通過數據庫進行計算。在對室內進行無線網絡安裝的時候我們應當對信號圖事先進行繪制，將室內存在的相關點進行連接和統計，對于每個接受設備的位置和其功率也要進行確定才能夠根據用戶發射信號的時間和方向進行采集和數據的收錄工作。

2.4 信號強度經驗值與估計的融合

建立經驗值數據庫對目標進行有效定位的辦法雖然是一個最為精準的方式，但是我們也應該清楚地了解到在我們實際的生活當中，我們是無法耗費如此大的資源對于每個移動用戶進行經驗值數據庫的建立，我們無法想象如果為每個用戶都進行經驗值數據庫的建立需要耗費多么龐大的資源。因此我們必須采用一種耗費資源較小且同樣能夠在一定程度上較為精準對用戶進行定位的方式，盡管這樣可能會損失一定的精準性但是卻無傷大雅。最終我們采用了估計值數據庫對用戶進行定位計算，雖然這樣的精準性略微下降但是結果的準確性還是能夠得到一定保證的。估計至數據庫的工作了較小，我們可以采取對信號強度的經驗值與實際估計值二者進行融合進行較為綜合的考慮。

3 結語

利用基于無線局域網絡為用戶提供定位服務，這應當說是目前除了GPRS之外最為適用且方便的一種定位方式，目前很多智能機也開始對這種定位服務進行支持。相信在無線局域網絡越來越普及的未來，這種基于無線局域網絡的定位服務的前景應該會越來越美好。

參考文獻

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收稿日期：2016-08-21

作者簡介：任建（1973—），男，四川瀘州人，大專，畢業于太原經貿學院，程序員（助理），現就職于山西焦煤集團屯蘭礦。