一种基于卷积神经网络的CSI指纹室内定位方法
2021-11-17王旭东
刘 帅,王旭东,吴 楠
大连海事大学信息科学技术学院, 大连 116033
随着智能移动设备的快速发展,人们对于定位服务的需求日益强烈[1−3],例如室内导航和位置追踪等[4−5]. 室外定位凭借全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)已经可以满足日常生活的定位需求. 然而对于室内定位,由于存在严重的阴影衰落和多径传播,致使卫星信号在室内环境中无法实现有效定位[6]. 目前存在的室内定位技术主要有蓝牙、Wi-Fi、超带宽、射频识别和可见光等[7−10],其中由于Wi-Fi成本低、部署方便、覆盖范围广等特点,在室内定位中得到了广泛的应用[11−12].
许多Wi-Fi指纹室内定位系统采用接收信号强度(Received signal strength,RSS)作为指纹,利用了RSS获取简单,对硬件复杂度要求较低的特点[13−14]. 文献 [15]提出了 RADAR 系统,是第一个采用RSS作为指纹的室内定位系统,通过将模拟测量与信号传播模型相结合起来确定用户位置,并取得了一定的定位精度. 为了进一步提高定位精度,文献[16]提出了Horus系统,该系统提供了一种联合聚类技术来用于位置估计,定位时使用了概率方法,每个候选位置坐标被视为一个类别,较RADAR获得了更好的定位效果. 上述文献所采用的定位方法均为传统的匹配算法. 与此同时,深度学习技术的发展,为利用神经网络提取指纹信息提供了有效途径. 文献[17]将运动轨迹与RSS结合,通过长短期记忆网络(Long short-term memory,LSTM)提取运动轨迹中RSS的变化特征,取得了0.75 m的平均误差,但需要利用6个接入点(Access Point,AP)进行数据接收. 采用 RSS作为指纹虽然有获取简单的优点,但无……
