基于WIFI定位系統(tǒng)的研究

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)普及的時(shí)代，人們的生活已經(jīng)越來越離不開網(wǎng)絡(luò)，WiFi作為一種流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，它不僅滿足了人們?nèi)粘５纳钚枨?，而且也促進(jìn)了較多行業(yè)的發(fā)展，尤其是WiFi定位系統(tǒng)的研究，帶來了更多人性化、個(gè)性化的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：WiFi定位；無線網(wǎng)絡(luò)；室內(nèi)定位系統(tǒng)

引言

WiFi（Wireless Fidelity）因其移動(dòng)性好，擴(kuò)展能力強(qiáng)，投資費(fèi)用低等原因應(yīng)用廣泛，特別是在一些臨時(shí)構(gòu)建、布線困難或是環(huán)境變化頻繁的場(chǎng)合。目前常見的有紅外線技術(shù)、擴(kuò)頻通信以及窄帶微波等。其中，紅外（IrDA）技術(shù)，是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，其工作原理與電視遙控裝置類似；擴(kuò)頻通信具有很好的抗干擾性和保密性，因而廣泛應(yīng)用于軍事通信。窄帶微波是指使用微波無線電頻進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其帶寬剛好能夠容納信號(hào)，可分為免申請(qǐng)執(zhí)照和申請(qǐng)執(zhí)照的窄帶RF。

1 無線網(wǎng)絡(luò)的組建

無線網(wǎng)絡(luò)的組建形式主要有全無線網(wǎng)、無線結(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)和兩個(gè)有線網(wǎng)通過無線方式相連三種。

1.1 全無線網(wǎng)

較適用于還沒有建網(wǎng)的用戶，由于無線網(wǎng)卡的作用范圍有限，所以在網(wǎng)上合適的位置通常還應(yīng)增設(shè)無線中繼站，以擴(kuò)大輻射范圍。全無線網(wǎng)可組成自主無線和多區(qū)無線兩種形式。

（1）自主無線網(wǎng)。由一個(gè)BSS構(gòu)成，不與其它有線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生聯(lián)系，如圖1所示。

（2）多區(qū)無線網(wǎng)（Infrastructure Network）。通過無線接入點(diǎn)AP把多個(gè)BSS互連起來。如圖2所示，所有的BSS組合稱為擴(kuò)展服務(wù)集（Extended Service Set，ESS）。

1.2 無線結(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)

通常是在有線網(wǎng)中接入無線網(wǎng)中繼器，無線網(wǎng)結(jié)點(diǎn)可以通過無線網(wǎng)中繼器與有線網(wǎng)相連。

1.3 兩個(gè)有線網(wǎng)通過無線方式相連

這種組網(wǎng)形式適用于將兩個(gè)或多個(gè)已建好的有線局域網(wǎng)通過無線的方式互連，通常需要在各有線網(wǎng)中接入無線路由器，如圖3所示。

2 室外無線定位技術(shù)

基于網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)主要有：基于電波傳播時(shí)間（TOA）、基于電波傳播時(shí)間差（TDOA）、基于信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）、基于電波入射角（AOA）以及基于蜂窩小區(qū)標(biāo)示（CELL-ID）。

基于終端的無線網(wǎng)絡(luò)基于有：以移動(dòng)終端為基礎(chǔ)的定位，例如GPS；以網(wǎng)絡(luò)接入端為基礎(chǔ)的定位（E-OTD）。

3 室內(nèi)WiFi的定位技術(shù)

WiFi是基于IEEE802.11協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使用CSMA/CA的訪問控制方法來解決節(jié)點(diǎn)間共享媒體的通信。無線局域網(wǎng)中設(shè)備無法一邊接受一邊傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，沖突檢測(cè)存在一種稱為“Near/Far”問題，因此，WiFi的定位系統(tǒng)首先應(yīng)該解決此問題。

WiFi定位是一種室內(nèi)的無線定位技術(shù)，現(xiàn)較為典型的有微軟公司的RADAR系統(tǒng)、芬蘭Ekahau公司的Ekahau實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)、美國(guó)UCLA大學(xué)的Nibble系統(tǒng)等室內(nèi)定位系統(tǒng)。WiFi的室內(nèi)定位模型常見的有線性距離路徑損耗模型、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型、衰減因子模型和MK模型等，并且有基于傳播模型的定位算法幫助WiFi準(zhǔn)確定位，常見的定位算法有三邊定位法、雙曲線定位法和最小二乘法。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，基于位置的服務(wù)需求越來越受關(guān)注，WiFi定位技術(shù)做為一種室內(nèi)定位技術(shù)，已成功地給人們的生活帶來巨大的變化，特別是在商業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。低成本、高精度是未來WiFi定位發(fā)展的方向，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

文章介紹了無線網(wǎng)絡(luò)的組建、室內(nèi)和室外無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技術(shù)的發(fā)展。

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