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2022-10-26
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基于 WLAN 的室内定位技术
基于 WLAN 的室内定位技术的产生和不断发展满足了人们对高带宽、高质量、低成本
的无线网络通信的需求，它具有以下优点：
（1）减少组网成本。在网络建设中，组网是一项较大的支出，成本费用较高。而无线
局域网的安装就相对来说较为简单，无需复杂的布线或开挖沟槽。现如今，建筑内的 WLAN
网络已经基本铺设完毕，使得基于 WLAN 的室内定位技术更为方便。
（2）传输速率高。 WLAN 的数据传输速率已达到 11Mbit/s，若再将正交频分复用
（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；OFDM）应用与 WLAN 结合，速率可达到
54Mbit/s，为基于 WLAN 的定位技术奠定了很好的基础。
（3）可移动性。近年来，随着智能终端的逐渐普及，为 WLAN 的定位技术提供了可
移性的支持，使得基于 WLAN 的室内定位技术更加方便灵活。
（4）资源共享。WLAN 的数据传输速率已经达到较为乐观的速率，而且多个用户可以
共享同一接入点，因此，WLAN 网络在为用户提供上网服务的同时，也可以为用户提供室
内定位的相关服务。
因此，无论从市场定位方面还是技术层面，基于WLAN 的室内定位技术都具有较大的
潜力和发展空间。通过无线局域网技术，人们可享有各种与位置相关的服务，如室内车辆导
航，安全管理、紧急救援等便利服务。国内 Wifi 网络建设起步较晚，但近几年发展迅速，
应用前景也非常广阔，上海、北京等各大城市也相继计划建立起覆盖全市的高速无线网络。
目前，国内外对基于WLAN 的定位技术研究有很多，基于到达时间（TOA）和基于到
达角（AOA）等利用传统几何知识的方法对硬件要求较高，成本代价高，不适用于为人们
日常生活提供定位服务。而基于 RSSI 的定位方法是当前的主流技术和应用方向。一方面，
可以利用信号强度值通过计算移动定位终端到无线 AP 的距离，再利用三边测量法等几何
知识的方法计算待定位终端的位置；另一方面，可利用目前覆盖广泛的 WLAN 的基础设施
网络，将室内场所及密集区域划分为小区域，通过采集小区域的信号强度集进行室内定位的
方法，即基于位置指纹的 WLAN 室内定位。
基于位置指纹的 WLAN 室内定位方法由于其在成本、定位精度及其系统复杂度等方面
具有非常明显的优势，迅速成为目前基于 WLAN 室内定位技术中的主流和国内外学者争相
研究的对象。但是，该技术仍然存在许多关键性问题有待突破。如在恶劣的室内环境中，无
线信号传播过程中存在反射、散射、衍射等现象，造成了多径衰落，众多室内墙壁的遮挡也
使得信号强度的分布更为复杂。另外，空气的流动、温度的变化、人员的走动都会对信号传
播造成影响。在同一空间的同一位置，信号强度也会随着时间的变化而不总是一固定值，不
同移动终端在相同的位置上获取的信号强度值也不一定相同，信号强度具有一定的随机性，
这使得利用信号强度来进行定位难度加大。而且，虽然基于 WLAN 的定位技术研究有很多，
但是在成本和定位精度上还没有达到非常令人满意的效果，许多定位方案需要重新部署 AP，
部署成本高，对原有建筑内的 Wifi 网络改变较大，对人的工作和生活带来了不便。而若基
于现有的网络拓扑结构的情况下，由于大型建筑物的面积较大，隔间及各种设施较为密集，
这使得无线接入点的覆盖范围进一步缩小，无线网路信号非常不稳定，如何根据位置变化自
动适应网络变化及尽量避免较大误差奇异点是非常值得探究的一个重要课题。而且，随着移
动终端的迅速普及，利用移动终端获取位置服务会给人们带来极大的便利。但是当前很多位
置服务的应用是在移动终端实现，使得本来电池容量就不是很充裕的移动终端消耗更快，因
此在移动终端进行位置计算不仅不太实用，而且会极大地限制定位算法的复杂度，随着带来
的就是定位精度的降低。
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