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四种Wi-Fi定位技术综述

2020-10-20 09:35:23 5G 室内融合定位白皮书 阅读:
Wi-Fi 作为主要的网络通讯技术之一,已经普遍存在于人们的生活中。同时,它也作为一个定位技术被广泛使用。

Wi-Fi 作为主要的网络通讯技术之一,已经普遍存在于人们的生活中。同时,它也作为一个定位技术被广泛使用。Wi-Fi的定位应用以前主要有两种方式:2Rnednc

a) Wi-Fi指纹库定位:这种方式充分利用Wi-Fi信号无处不在的便利,预先构建无线信号指纹库。指纹库主要通过收集区域内Wi-Fi信号的标识信息(BSSID)和信号强度信息,结合采样点位置信息来产生。在使用中,再对定位设备收集的信号和指纹库数据进行指纹匹配,估算出设备位置。2Rnednc

这种技术利用了现有环境中的Wi-Fi设施,无需搭建任何定位系统,非常便捷。缺点是指纹数据主要使用信号强度指标,定位精度不高,受周围环境影响大,而且需要经常重新搜集指纹数据来维持准确性,Wi-Fi指纹库定位的精度一般在5-20米范围。2Rnednc

b) Wi-Fi基站定位:Wi-Fi基站同时作为定位基站使用,Wi-Fi基站通过获取移动设备发射信号的信号强度,估算出设备的相对距离。当多个基站侦测到同个移动设备时,采用三边定位技术估算出设备的绝对位置。该方式是无线网络接入系统的衍生功能,在硬件上利用了无线接入框架,无需构建和维护专门的定位系统。缺点是无线信号的精度和稳定性不高,建筑物、人体都会影响信号强度的准确性,定位精度一般在10-20米范围。2Rnednc

随着Wi-Fi技术的不断进步,特别是WiFi5和WiFi6技术成熟,Wi-Fi作为定位技术有了新的突破,其中两个精度达到亚米级的定位技术开始进入实际应用中:2Rnednc

1) Wi-Fi 信号到达角度(AoA)技术:AoA技术在信号接收端使用特殊设计的天线阵列,利用无线波形的相差计算出信号到达角度。当多个基站一起使用时,通过三角定位的方式估算出设备位置。一般天线数量的多少会影响定位的精度和稳定性,因为WiFi5和WiFi6基站已经是多天线天线阵列,可以在不改变硬件成本的情况下,通过优化天线设计,即可让Wi-Fi接入基站同时能提供高精度定位服务。2Rnednc

在应用中,WiFi6 AoA的角度精度可以达到1度,实现亚米级定位。AoA技术只需基站或设备中的一方支持天线阵列,另一方无需硬件或软件调整,非常适合对种类繁多的智能手机,无线笔记本,和Wi-Fi 物联网设备提供跟踪定位。2Rnednc

2) Wi-Fi信号飞行时间(TOF)技术TOF技术通过获取无线信号传播时间来估算无线基站和设备间的距离。该技术又叫Fine Time Management(FMT)或Round Time Trip(RTT)技术,是802.11mc Wi-Fi技术标准的一部分。随着WiFi6的普及,Wi-Fi通讯频道的频宽可以达到160Mhz,使得RTT技术的理论精度达到1米,多个TOF基站即可提供厘米级或亚米级精度的定位。2Rnednc

以上四种Wi-Fi定位技术既可单独使用,也可组合使用,从而提供单基站定位,自学习定位等更多样式的定位服务。2Rnednc

随着Wi-Fi技术的发展,这些定位技术性能还将不断提升,硬件成本不断降低,使Wi-Fi定位继续成为一个重要的无线定位手段。2Rnednc

内容节选自《5G 室内融合定位白皮书-中国移动&中兴通讯》2Rnednc

责编:胡安2Rnednc

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