[发明专利]一种基于CSI的室内定位方法

摘要

本发明提供了一种基于CSI的室内定位方法，对CSI的振幅和相位数据分别进行滤波和线性变换处理，得到稳定鲁棒的数据特征；融合已处理后的振幅和相位信息，进行室内定位；将朴素贝叶斯分类应用于定位模型的训练及测试，在线阶段实时采集未知位置的信号特征，经过数据处理后得到该点的振幅相位信息，采用朴素贝叶斯分类算法与指纹库在线匹配，输出最佳的结果，完成测试点的位置估计。该定位方法改进了传统室内定位方法在准确性及稳定性上的不足，可以有效的处理和利用CSI的数据特征、降低室内环境中的多径干扰，无需人员携带其他的设备，实现室内高精度的无源定位。

主权项

1.一种基于CSI的室内定位方法，其特征在于，该定位方法具体为：步骤1：对CSI的振幅和相位数据分别进行滤波和线性变换处理，得到稳定鲁棒的数据特征；步骤2：融合已处理后的振幅和相位信息，进行室内定位；将朴素贝叶斯分类应用于定位模型的训练及测试，在线阶段实时采集未知位置的信号特征，经过数据处理后得到该点的振幅相位信息，采用朴素贝叶斯分类算法与指纹库在线匹配，输出最佳的结果，完成测试点的位置估计；对CSI的振幅处理：1）根据公式计算第k个数据包的第i个子载波的阈值，N为采样次数，i∈［1,56］为子载波索引；2）对于新采集到的振幅数据︱Am︱new，如果第i个子载波的振幅数据︱Am︱i大于阈值thri，视为异常值，进行滤波处理；3）设需要滤波处理的数据包为k，取前后各相邻的1个数据包k‑1,k+1的CSI振幅值，由公式：分别计算三个振幅数据的平均值，得到滤波后的振幅；经过数据滤波判断处理后，计算所有链路的子载波阈值，对于整条链路的振幅，如果大于阈值thr，即视为冗余值，在数据包中去除；对CSI的相位处理：第i个子载波的相位测量值可以用公式表示为：其中，∠Phi为真实相位值，△t为接收端的时间偏移量，β是由CFO造成的位置相位偏移，z表示测量噪声；ki代表了第i个子载波索引，在Atheros平台中k∈(1,56)，N为速傅立叶变换采样数，在IEEE 802.11 a/g/n协议中N的取值为64；首先，定义如下斜率a和偏移量b的两项等式：假设载波频率是对称的，可得到，b可以表示为，忽略测量噪声Z的影响，从原始相位中减去线性项ak_i+b，可以移除部分随机相位偏移，得到真实相位的线性组合：。