2．研究意义
WIFI位置指纹定位技术是基于接收信号传播特性而进行定位的，与传统AI A与Tl A定位技术相比，其无需额外添加设备来进行角度测量与时间同步，且充分利用了已有WlFI无线网络，降低其使用成本。其次，W1Fl位置指纹定位技术与传统室内定位技术(如：视频信号与红外定位)相比，其扩展性更强、应用范围更广。由于WlFl信号传输时受非视距、多径衰落等因素影响较小，故基于wlFl网络的指纹定位系统稳定性较强，而基于红外或视频信号定位技术在使用时较易受限，比如：在阳光直射或荧光照射下基于红外技术定位的精度将大大降低，而基于视频信号的定位技术使用前提是移动终端必须在可视条件下。在城市人口居住密集的今天，由于室内与地下的无线基站信号较弱，现有主流定位技术GPS、AGPS、Google M印等在室内与地下定位时均存在盲区，且定位精度不高，而WIFI位置指纹定位技术可通过WlFl网络中的AP进行定位，避免了对无线基站网络的依赖，从而实现了地下或室内环境的准确高效定位，其在地下室内商场、停车场、物流等行业均具有潜在应用价值。
（2）国内外研究现状
WLAN无线局域网络标准于二十世纪末正式制定，之后它的应用就变得非常广阔，涵盖多个领域，在无线通信领域被看作最有发展前途的技术之一，利用广泛存在的WIFI网络，对室内定位目标进行定位得到广泛认可。它有着非常好的发展前景，因此被很多研究者看好，并随之诞生了不少可鉴的WIFI室内定位系统成果，较典型的有
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Radar系统、HoruS系统、Nibble系统与Weyes系统等室内定位系统。几种系统的主要特点如表1-1所示，其中，Radar、HourS和WeyeS系统通过增加样本数量，然后再对样本取平均值或者中位数，或者计算出它们的概率分布，以此来减小接收信号的不稳定性对数据样本准确性的影响，从而解决无线网络环境的干扰问题。面对复杂多样的无线网络环境，Weyes系统则用差值模型建立信号空间，从而降低无线局域网开放性带来的影响。这些解决措施所需要的采样样本数量大，数据库的建立时阅长，导致定位系统的可靠性以及易用性等方面受到影响，加上需要特定的定位终端，加大了定位成本，因此目前还未能应用于人们的生产生活当中，它们均只是一些原型试验系统。目前，国内外还没有发现一个真正成熟的商用WIFI室内定位系统，基于WIFI网络对移动终端进行准确定位仍然存在一些需要深入研究并解决的实际技术难题。
比较项 Radar Horus Nibble Weyes 型号覆盖计算位置 图模型 RSS多元服务器 组 RSS直方服务器 图缝补 概率分布 服务器 算法 NNSS 精确度 <4M 连续定位开放网络支持 支持 否 否 是 否 是 否 否 是 RSS差分服务器 多元组 表1-1 几种典型WIFI定位系统对比表 Center of 2-3M mass Bayes ?准确 Network NNSS-AVG <4M 位置指纹定位按训练／离线阶段到定位／在线阶段的顺序进行，第一阶段工作是创建指纹数据库，第二阶段执行相应的算法，去寻找出与定位终端接收信号参数特征匹配性最高的一个或几个位置指纹，
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再用其中的位置坐标按照一定的计算方法估算出用户的实际位置。传统的位置指纹定位算法主要有：最近邻法(NN)、K近邻法(KNN)、K加权近邻法、朴素贝叶斯算法。这几种传统的位置指纹算法中，它们基本都是简单的基于信号强度值进行指纹的匹配或映射来得到最终的定位结果。但是，同一位置不同时刻接收到的信号强度并不稳定：首先，室内环境本身布局的复杂性使得AP发射信号在到达接收机的过程中会出现多径现象；另外，空气的湿度、温度的变化加上人员的活动等因素也会影响无线网络信号的传播，这些都会导致信号强度RSSI值波动。现在很多算法并未考虑多房间或多楼层的定位环境，在这样的环境下，数据库中的指纹数据量势必增加，如果我们在定位阶段与每个位置指纹进行逐个匹配的话，会延长定位时间。基于这些不利因素，在算法中我们必须考虑对RSSI值的有效过滤和对数据库中的位置指纹数据进行快速筛选的方法来改进定位算法，从而达到提高定位精确度以及定位实时性的目的。
二、 基于W I F I的室内指纹定位技术
（1） WIFI无线通信技术
1. WIFI基本概念及技术标准
WIFI全称Wireless Fidelity，意思是无线保真技术。WIFI也可叫作无线宽带，它是一种可以支持用户在数百米范围接入互联网的无线传输技术。它最初只是特指IEEE802．11b这一标准，但随著无线局域网技术的进一步发展，IEEE802.11a及IEEE 802．119等标准相
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继出现，现在WIFI已经成为IEEE 802．11这个标准的统称，同时人们已习惯性把无线局域网WLAN称为WIFI。WIFI的使用门槛相对较低，只要在机场、图书馆、酒店、快餐店等人员较密集的地方设置“热点(AP，AcCess Poillt)”，然后通过高速线路将因特网接入这些场所，支持无线局域网连接的智能手机或笔记木电脑到了该区域内，就可以检测到由热点(AP)发射的WIFI信号从而接入因特网。WIFI网络因无需耗费大量人力和物力来进行繁琐的网络布线而受到广大网民的亲睐。WIFI的第一个标准IEEE802.11是在1997年6月被推出的，其中定义了物理层和介质访问控制层，物理层以2Mbi t／s的数据传输速率工作在免费的2．4GHZ的ISM频段上，凡是遵守这个标准的操作系统或网络应用在无线局域网上都可以顺畅运行。为了支持更高的数据传输速率和质量，随后IEEE又相继制定了802．11b、802．11a、802．119、802．11、802．1lac／802．1lad等一系列标准。
2.WIFl网络的组成及拓扑结构
一个完整的WIFI网络系统由站、无线介质、无线接入点、分布式系统组成，如下图2．1所示：
站(Station，STA)：WIFI网络中最基本的组成单元，它由终端
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设备、无线网络接口、网络软件组成。如带无线网卡的笔记本电脑、支持无线网功能的智能手机等均属于站。无线介质(WirelesS Medium，WM)：在这里指的是空气。空气是无线电波和红外线传播的良好介质，因此成为站与接入点之间、站与站之问的无线通信介质。无线接入点(hccesS Point，AP)：它是WIFI网络的核心组件，其作用等同于蜂窝网结构中的基站。无线接入点可以看作是一个特殊的站，位置通常固定在基本服务区的中心。其基本功能有：完成同一个基本服务区(BaseServi ce Area，BSA)中的不同站间的相互通信以及其它非AP站对分布式系统的访问：在一个WIFI小区内负责控制和管理其它非AP站；作为桥接点实现WIFI网络与分布式系统之间的连接。分布式系统(Di stribution System，DS)：它作为WIFI网络中的设备与其他网络设备之间的通信系统而存在。分布式系统能够解决单个WIFI基本服务区BSA覆盖范围有限的问题，实现多个基本服务区的连接，从而形成一个扩展业务区(Extended Servi ce Area，ESA)，如下图2—2所示。
WIFI网络拓扑结构可归结为两个基本类：无中心拓扑和有中心拓扑旧“。自组网拓扑(Ad—Hoc)是一种无中心拓扑结构，它至少需
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物联网大作业
