无线局域网定位系统的研究与实现

摘要

本论文旨在研究利用现有无线局域网进行高精度室内定位的技术。作深入研究了现有无线定位技术和802.11无线局域网的接入机制，广泛调研了国外无线局域网定位技术的先进研究成果，从而确立了基于信号强度进行无线局域网定位的研究方向。通过大量实验，归纳出室内无线信号传播特性对无线定位的影响。主要的研究内容及创新点包括：充分挖掘室内环境下，与位置有关的无线局域网信息；构建室内无线场强分布图时，运用误差理论进行数据处理，强调采样值的检验；提出逻辑相邻区域概念，作为信号强度采样的基础和无线定位的重要辅助；依据信号强度采样值的特点，给予不同逻辑区域不同的权重；将定位运算的重点从对信号强度的匹配移至对多个可能位置的筛选。在上述研究的基础上，提出一个完整的室内无线局域网定位的算法方案。通过大量的实验验证了提出的定位算法，并对定位算法中重要的参数作了比较和探讨。研究了NDIS机制，开发了无线定位专用API，在这套API的基础上，自行开发了无线局域网信号强度采集工具，作为定位算法实验的必备工具。在算法通过验证后，设计并实现了一个基于802.11无线局域网的定位系统。经过测试，该定位系统的客户端软件可以运行于WindowsXP、WindowsXPSP1、Windows2000SP3及以上、WindowsCE以及WindowsXPfortabletPC操作系统。

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文摘

英文文摘

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缩略语

第一章.引言

1.1.无线局域网发展现状

1.2.无线定位技术研究现状

1.3.本文的主要研究工作和本文的组织

第二章.技术背景

2.1.IEEE 802.11无线局域网

2.1.1. IEEE 802.11无线局域网概述

2.1.2.无线局域网MAC接入机制

2.1.3.接收到信号强度指示RSSI

2.1.4.无线局域网室内信号传播特点

2.2.无线定位技术概述

2.2.1.现有无线定位方法

2.2.2.现有无线定位系统

2.3.国外无线局域网定位技术研究的最新进展

2.3.1. RADAR系统

2.3.2.Ekahau定位引擎

2.3.3.HORUS系统

2.3.4.现有无线局域网定位算法小结

第三章.高精度无线局域网定位算法研究

3.1.无线局域网定位的技术难点

3.2.定位算法的研究重点

3.2.1.挖掘与位置有关的无线局域网信息

3.2.2.将定位问题看成是机器学习问题

3.2.3.将信号强度看作随机物理参量

3.2.4.运用误差理论处理RSSI采样值数据

3.2.5.把算法重点放在多个可能位置的筛选上

3.2.6.算法描述

3.3.实验验证

3.3.1.验证环境

3.3.2.算法验证过程及验证结果

3.3.3.关键参数的比较

3.3.4.实验结论

第四章.无线局域网定位系统的实现

4.1.网络驱动接口规范(NDIS)

4.2.无线局域网定位专用API

4.3.系统框架及设计要点

第五章.总结和展望

5.1.总结

5.2.进一步研究

5.3.前景和展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文

参加项目

发表论文