● 摘要
近年来，随着无线局域网(Wireless Local Area Network: WLAN)技术的发展和网络规模的扩大，基于WLAN环境的位置服务研究成为国内外科研的热点问题。位置服务系统(Local Based Service: LBS)是以位置服务为核心，在地理信息系统(GIS)的支持下，为用户提供包括信息追踪、导航等多种位置服务的一种新型业务，其核心业务是无线定位技术。无线定位技术中，定位误差、不匹配接入点、多楼层复杂环境下定位等诸多问题都是目前研究和实际应用中亟待解决的问题。本文实现了位置服务综合系统WLoc(WLAN Location-Based Services Integrated System)，研究实现了一种改进的基于位置指纹的定位算法，并应用该算法完成了WLoc中的核心无线定位服务模块的开发与实现，同时也研究开发了其他基于位置服务的相关模块接口。本文的主要贡献有：首先，本文归纳并总结已有的WLAN定位技术，并详细的阐述了基于位置指纹的无线定位技术。基于位置指纹的定位分为两个阶段：离线(Off-line)创建位置指纹数据库阶段和在线(On-line)定位阶段。WLoc的核心无线定位模块中，在三方面对基于位置指纹的定位算法提出相应的改进：1) 针对离线阶段和在线阶段的无线网卡型号不同带来的定位误差问题，在位置指纹数据库中，用信号差值分布替换信号绝对值的分布；2) 针对“不匹配”接入点问题，在已有算法基础上，对原计算式进行改进，解决了离线采样点和在线阶段探测到的接入点不匹配问题；3) 在多楼层复杂环境中，对原有的算法进行加强。实验结果表明：改进后的基于位置指纹无线定位算法可以将定位准确度精确到楼层，且当在采样间隔为左右间隔为3米，前后间隔为4米时，定位的平均误差为6.5米左右。其次，在无线定位模块的基础上，WLoc设计实现了基于位置服务的相关模块和接口，其中包括：WLAN网络规划接口，与位置信息相结合的无线接入点状态监控模块，接入点运行状态和信息可视化展示模块等。最后，WLoc原型系统中设计实现了基于位置分层理论模型的位置服务，将校园网的位置划分成三个层次：校园、建筑物、楼层。客户端部分采用JavaScript技术结合校园3D电子地图进行展示，服务器端使用Java实现核心功能，并且使用XML进行数据传递。关键词：无线局域网，无线定位，位置服务，位置指纹，无线局域网管理