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原文：《Advanced Location-Based Technologies and Services》——chapter 2 WiFi Location Fingerprint
作者： Prashant Krishnamurthy
摘要
GPS难以解决室内环境下的一些定位问题，大部分室内环境下都存在WiFi，因此利用WiFi进行定位无需额外部署硬件设备，是一个非常节省成本的方法。然而WiFi并不是专门为定位而设计的，传统的基于时间和角度的定位方法并不适用于WiFi。近十年来，在室内WiFi场景下的定位中，位置指纹法被广泛研究和采用。本文对WiFi位置指纹法进行综述，提出了这个领域面临的挑战，介绍最新的研究，以及提供一些实际的指导。
介绍
室内环境下的定位一直是一个很多问题未被解决的领域。由于信号的严重衰减和多径效应，通用的室外定位设施（比如GPS）并不能在建筑物内有效地工作。定位准确性也是一个问题，GPS也许可以指出移动设备在哪一个建筑物，但是室内场景下，人们希望得到更精确的室内位置，这需要更精密的地图信息和更高的定位精度。
我们可以在室内搭建一套完整的基础设施用来定位，但是这样需要很大的代价，包括定位信号占用的频谱资源、用于感知定位信号的嵌入在移动设备中的额外硬件、安装在固定位置的用来发送定位信号的锚节点。因此，大家倾向于使用那些已有的被广泛部署的无线设备去实现室内定位。
基于无线信号的定位方法首先考虑的是使用WiFi（基于IEEE802.11标准的WLAN）作为基础定位设施。现在，包括智能手机、笔记本电脑在内的大部分移动通信设备都内嵌了WiFi模块。实际上，WiFi已经被广泛地在室外定位与导航中使用（通过智能手机以及被维护的wifi热点位置与其对应的mac地址的数据库进行查找，很多公司有维护这样的数据库，包括Google、Apple、Microsoft，以及Skyhook这样的定位服务提供商等等）。其他还有一些技术，比如用蓝牙、RFID、移动电话基站信号等，也可以用来实现室内定位，但是它们不像WiFi这样到处都有，因此流行程度不如WiFi。移动电话信号并不能在所有的室内场景下都能稳定传播，使用RFID需要额外的安装硬件的花费，此外，基于超声波的定位技术使用在一些实验性的工作中，而实际利用超市波的商用设备很少，因此实际应用并不多。
WiFi广泛使用在家庭、旅馆、咖啡馆、机场、商场等各类大型或小型建筑物内，这样使得WiFi成为定位领域中一个最引人注目的无线技术。通常，一个WiFi系统由一些固定的接入点（AP）组成，它们部署在在室内一些便于安装的位置，系统或网络管理员通常知道这些AP的位置。能连接WiFi的移动设备（比如笔记本电脑、移动电话）相互之间可以直接或间接地（通过AP）通信，因此可以考虑在通信功能外同时实现定位功能。但是WiFi信号并不是为定位而设计的，通常是单天线、带宽小，室内复杂的信号传播环境使得传统的基于到达时间/到达时间差（TOA/TDOA）的测距方法难以实现，基于到达信号角度的方法也同样难以实现，如果在WiFi网络中安装能定向的天线又需要额外的花费。因此，近年来大家详细研究的主要是位置指纹方法。
本文涉及的是在室内环境下的定位，提供一些使用WiFi的接入点和移动设备进行位置指纹法定位的指导。本文包括：WiFi位置指纹法的基本概念，WiFi如何用于定位，使用WiFi的位置指纹算法，存在的挑战和性能方面的问题，以及WiFi位置指纹法中其他的一些事项。
位置指纹法的基本概念
“位置指纹”把实际环境中的位置和某种“指纹”联系起来，一个位置对应一个独特的指纹。这个指
