Wi-Fi技術(shù)在室內(nèi)定位應(yīng)用的劣勢

Wi-Fi定位技術(shù):Wi-Fi是根據(jù)IEEE 802.11系列通信協(xié)議的無線局域網(wǎng)技能。使用Wi-Fi信號進(jìn)行室內(nèi)定位，首要采用測距交會與指紋匹配兩種辦法。其間，測距交會辦法能夠經(jīng)過丈量接收機(jī)到多個Wi-Fi接入點(diǎn)(access point，AP)的信號強(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，很難精確估計信道衰減模型，精度較差的信道衰減模型會影響最終定位精度。此外，信號發(fā)射器與接收機(jī)的間隔還能夠經(jīng)過丈量飛時(time of flight，TOF)辦法得到。

實驗表明，室內(nèi)多徑和無線局域網(wǎng)內(nèi)的時變中斷服務(wù)對TOF丈量精度有較大影響。經(jīng)過合適的濾波器規(guī)劃以及對丈量成果進(jìn)行平滑，能夠進(jìn)步測距精度。指紋匹配定位辦法包含兩步：練習(xí)過程(training phase)和定位過程(positioning phase)。練習(xí)過程是預(yù)先將定位環(huán)境區(qū)分若干網(wǎng)格，并在網(wǎng)格點(diǎn)上采集信號指紋(如Wi-Fi信號強(qiáng)度)，存入指紋庫。定位過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)過匹配及相似性剖析得到室內(nèi)方位估計。

該辦法長處在于不需求預(yù)先知道Wi-Fi接入點(diǎn)的坐標(biāo)和信號的信道衰減模型，其缺陷在于其信號容易受環(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)庫需求消耗大量的時間和人力。傳統(tǒng)的指紋匹配辦法以RSSI為丈量值樹立指紋數(shù)據(jù)庫，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指紋庫僅供給了環(huán)境和信號接收的粗信息，無法供給信號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信息樹立指紋數(shù)據(jù)庫進(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樹立和自動更新辦法?，F(xiàn)有關(guān)于下降指紋庫維護(hù)成本的辦法包含經(jīng)過采用插值、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Wi-Fi信號的遮擋。此外，Wi-Fi的定位中的信息安全和個人隱私問題現(xiàn)在也日趨受到重視。