[发明专利]一种无线网络中基于接收信号强度的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及种无线网络中基于接收信号强度的定位方法，尤其涉及无线网络中的位置信息计算方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的发展，21世纪的世界将很快从网络时代进入无线互联时代。新兴的无线网络技术，例如WiFi、WiMax、ZigBee、Ad hoc、BlueTooth和UltraWideBand(UWB)，在办公室、家庭、工厂、公园等大众生活的方方面面得到了广泛应用，基于无线网络的定位技术的应用更加具有广阔的发展前景。

除了全球定位系统(GPS)在导航和室外环境的应用定位以外，人们对室内定位、短距离定位等应用不甚了解。然而在室内、地下等场合的定位需求却有其局限性。未来无线定位技术的趋势是室内定位与室外定位相结合，实现无缝的、精确的定位，也将成为物联网新技术的核心应用之一。

基于无线网络的物联网定位技术和方案很多，常用的定位技术包括红外线、超声波、射频信号等，但都不适合室内定位。红外线只适合短距离传播，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性；超声波受多径效应和非视距传播影响很大，不能用于室内环境；而射频信号普遍用在室外定位系统中，应用于室内定位存在局限。

近几年来，随着IEEE 802.15.4商业标准的逐渐完善，无线传感器网络(WSN)的相关技术开始被广泛讨论和研究。随着，TI公司提出符合IEEE 802.15.4标准的CC24XX/25XX的芯片，以及WSN用于无线定位技术被广泛研究，该器件能满足低功耗ZigBee/IEEE802.15.4无线传感器网络的应用需要。

目前最常用的定位技术主要有：基于接收信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator)技术、时差定位技术、信号到达角度测量(AOA)技术、到达时间定位(TOA)和到达时间差定位(TDOA)等。基于接收信号强度指示RSSI(Received Signal StrengthIndicator)技术，相比于集中型定位系统，RSSI功能降低网络流量与通信延迟，在典型应用中可实现3～5m的定位精度和0.25m的分辨率。

这里描述了一种基于RSSI的无线定位方法的构成和定位原理，并实现了无线定位系统的设计，为室内或者封闭环境内提供快速、稳定、高容量的无线定位系统，可用于城市轨道安防定位报警系统、矿井人员和设备定位系统等。

发明内容

本发明的目的是提出一种无线网络中基于接收信号强度的定位方法，利用统计接收来自不同基站的接收信号的RSSI，根据接收RSSI强度的大小，分别判断接收端距离各个基站的远近关系，RSSI越大意味着接收端距离对应的基站越近，因此该基站的水平位置信息将更主要的决定接收端的位置信息。这种直接利用接收信号RSSI强度关系，直接根据各基站的位置信息计算出接收端位置信息的方法，具有计算量低、准确度高、实时性较强的优点。

本发明提出的无线网络中基于接收信号强度的定位方法，包括以下各步骤：

(1)接收无线网络中基站A发送的射频信号，进行下变频得到基带接收信号，对该基带接收信号进行2倍采样得到采样接收信号序列，采样间隔时间记为T_C，基站A的位置记为[x_A，y_A]，其中x_A和y_A分别表示基站A在水平面上x轴和y轴上的坐标位置值；

(2)无线网络中的接收端从上述接收信号中的起始接收时刻开始，读取一个采样周期长度的接收信号，该接收信号序列记为r_A＝[r_A，1，r_A，2，...，r_A，N]，其中N表示一个采样周期长度内的采样信号个数；

(3)同样，接收无线网络中基站B发送的射频信号，进行下变频得到基带接收信号，对该基带接收信号以T_C为采样间隔时间进行采样得到采样接收信号序列，无线网络中的接收端从上述接收信号中的起始接收时刻开始，读取一个采样周期长度的接收信号，该接收信号序列记为r_B＝[r_B，1，r_B，2，...，r_B，N]，基站B的位置记为[x_B，y_B]，其中x_B和y_B分别表示基站B在水平面上x轴和y轴上的坐标位置值；