无线局域网中基于信号强度的室内定位

摘要：随着我国社会的发展和科技的进步，互联网已经成为了都市生活的一部分，如今无论是网上购物、网上订餐或是网上约车都已经变为了常态化。在这一系列的变化中我们应当知道的是这一切的改变都离不开无线网络的助力。除了无线局域网络，我们对于定位系统的依赖也越来越严重，无论是GPRS汽车导航还是网上订餐和约车我们都需要用到定位系统。但是我们经常会发现定位系统的准确性通常较低，为了改变这一问题各国都开始利用无线局域网与定位系统相结合，给予无线局域网的信号强度来对信号接收设备进行定位，这样的技术大大提高了室内定位的准确性。

关键词：无线局域网 信号强度 定位

中图分类号：TN925.93 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0037-01

定位系统随着智能手机的普及与我们的生活距离越来越近，尤其是我们目前经常使用的网上订餐和网上约车系统都需要定位系统的支持。我们目前使用的定位系统大多是全球卫星定位系统也就是GPRS，这种定位系统是通过卫星信号来对我们的位置进行定位的，这种技术在我们生活领域实际上已经有很长的时间了，不过其虽然能够为我们提供定位，但是其准确性却受到了很多方面的制约，尤其是在大厦林立的都市中GPRS系统的卫星信号经常会被建筑物阻挡造成定位不准甚至是无法定位的情况，尤其是GPRS在室内定位的效果就更是差强人意了，在这样的情况下给予无线局域网信号强度的室内定位成为了一个新的研究热点，并且至今已经取得了一定的成就，今天笔者就和大家来谈一谈关于无线局域网中局域信号强度的室内定位。

1 室内定位系统的发展

室内定位系统的发展应当追溯到二十世纪的九十年代末，当时由于人们逐渐的发现GPRS在室内的定位准确性较低且受到的影响因素较多，于是科学家们就开始对这一问题展开了研究，在这期间有过很多较为优秀的室内定位系统，例如Active Badges项目和改进后的Active Bats都是具有代表性的室内定位系统，除此之外，微软还研究出了Easy Living项目，还有名噪一时的Georgia Tech项目，这些室内定位技术的出现可谓是“江山一时多少豪杰”，这些室内定位技术很多都能十分精确的进行室内定位，其准确性远远高于GPRS系统，但是其本身却都有一个致命的局限性，那就是这些室内定位技术都需要专门的定位工具才能使用，并且其维护费用很高昂，而系统的布置却又过于复杂，这使得这些室內定位系统都注定无法被普及。在室内定位系统一直在研发的时候，无线局域网络也正在悄然兴起。

2 基于信号强度的无线局域网定位技术

2.1 室内无线局域网的定位方法

室内局域网由于其局域网覆盖的广度通常都在100米左右，或者说每一个AP的覆盖距离不会超过100米，在这样的情况下，网络传输所需要的时间是极为短暂的，其电波从发送到接受所需要的时间趋近于零，在这样的情况下TOA与TDOA这两种信号传输距离对目标进行定位的技术是无法被应用的。不过我们都知道在室内是有墙壁等会对信号起到发散作用的障碍物的，这种障碍物会对无线局域网的信号造成影响，使其无法较为通常的进行传播，这就使得接受信号的设备实际上是在信号已经发生了多次分散之后才能接收到，这种分散会使得信号发生失真效应。所以在这样的情况下基于到达角度测距的AOA技术也无法在室内定位当中起到明显的作用。

2.2 室内无线信号模型的建立

无线局域网信号在视距传播过程中，它的路径损耗与T-R距离成对数关系。但是室内无线型号的传播方式与视距传播是有所不同的，在室内墙壁等设施都会成为无线型号的障碍物，无线型号穿过这些信号物就会对其信号强度造成衰减，其中对信号衰减最强的就是墙壁。加之，无线信号衰减的速度也是不一样的，其余信号发射点的距离决定了其衰减的速度，离信号发射点越紧其衰减的程度也就越小，因此在室内建立无线信号数学模型的方式是很难精准计算目标位置的。

2.3 建立经验值数据库

无线信号在室内的使用过程中，存在一定的不确定性，用户发射出的信号和接收设备的距离并不是确定的，因此无法通过建立数学模型对其模拟运算。如果我们想要对目标进行较为精准的计算就必须通过数据库进行计算。在对室内进行无线网络安装的时候我们应当对信号图事先进行绘制，将室内存在的相关点进行连接和统计，对于每个接受设备的位置和其功率也要进行确定才能够根据用户发射信号的时间和方向进行采集和数据的收录工作。

2.4 信号强度经验值与估计的融合

建立经验值数据库对目标进行有效定位的办法虽然是一个最为精准的方式，但是我们也应该清楚地了解到在我们实际的生活当中，我们是无法耗费如此大的资源对于每个移动用户进行经验值数据库的建立，我们无法想象如果为每个用户都进行经验值数据库的建立需要耗费多么庞大的资源。因此我们必须采用一种耗费资源较小且同样能够在一定程度上较为精准对用户进行定位的方式，尽管这样可能会损失一定的精准性但是却无伤大雅。最终我们采用了估计值数据库对用户进行定位计算，虽然这样的精准性略微下降但是结果的准确性还是能够得到一定保证的。估计至数据库的工作了较小，我们可以采取对信号强度的经验值与实际估计值二者进行融合进行较为综合的考虑。

3 结语

利用基于无线局域网络为用户提供定位服务，这应当说是目前除了GPRS之外最为适用且方便的一种定位方式，目前很多智能机也开始对这种定位服务进行支持。相信在无线局域网络越来越普及的未来，这种基于无线局域网络的定位服务的前景应该会越来越美好。

参考文献

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收稿日期：2016-08-21

作者简介：任建（1973—），男，四川泸州人，大专，毕业于太原经贸学院，程序员（助理），现就职于山西焦煤集团屯兰矿。