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第1章 概述1

1.1 室内定位的特点2

1.2 室内定位的发展3

1.3 室内定位方法的分类7

1.3.1 从室内信道的特征谈起7

1.3.2 从参数化定位到非参数化定位8

1.4 常见室内定位方法14

1.4.1 红外线室内定位方法14

1.4.2 超声波室内定位方法15

1.4.3 蓝牙室内定位方法16

1.4.4 RFID室内定位技术17

1.4.5 UWB室内定位技术18

1.4.6 WiFi室内定位技术20

1.4.7 ZigBee室内定位技术20

1.4.8 室内麦克风阵列定位技术22

1.4.9 SLAM室内定位技术23

1.4.10 室内电力线定位技术24

1.5 几种常见的定位机制24

1.5.1 三角测量技术25

1.5.2 RSSI测量技术27

1.6 室内定位的几种协议标准28

1.6.1 红外通信协议28

1.6.2 蓝牙通信协议28

1.6.3 ZigBee通信协议29

1.6.4 UWB通信协议30

1.6.5 WiFi通信协议30

1.7 总结32

第2章 室内环境和室内信道33

2.1 常见的信道模型33

2.1.1 经验模型34

2.1.2 角定性模型36

2.2 室内信道模型37

2.2.1 S-V模型37

2.2.2 △-K模型38

2.2.3 两簇模型38

2.2.4 IEEE 802.15.3a标准模型39

2.3 直达波和非直达波传播41

2.4 直达波鉴别算法41

2.4.1 Wylie鉴别方法41

2.4.2 假设检验判决方法43

2.4.3 残差分析判决方法46

2.5 非直达波剔除算法47

2.5.1 Wylie方法47

2.5.2 残差加权算法48

2.5.3 几何约束法50

2.5.4 其他NLOS剔除算法52

第3章 参数化室内定位方法54

3.1 几种典型的定位方法介绍54

3.1.1 TOA估计法54

3.1.2 TDOA估计法61

3.1.3 AOA估计法［184］64

3.1.4 RSSI估计法67

3.1.5 混合定位算法70

3.1.6 多维标度算法（MDS）75

3.2 影响参数化室内定位方法定位精度的因素80

3.2.1 信号的自由空间衰减［188］80

3.2.2 信号的吸收效应［188］80

3.2.3 非视距（NLOS）传播81

3.2.4 多径和阴影效应81

3.3 参数化室内定位方法的定位误差分析82

第4章 非参数化室内定位方法86

4.1 非参数化室内定位概述86

4.2 几种典型的非参数化室内定位技术86

4.2.1 信号强度指纹定位技术86

4.2.2 空间谱指纹定位技术91

4.2.3 机器学习型自适应定位技术［190］93

4.2.4 图像指纹定位技术［191］97

4.2.5 RFID标签定位技术98

4.2.6 基于数据内插的定位技术101

4.2.7 基于Kernel方法的定位技术105

4.3 制约现有非参数化室内定位的定位精度的因素108

4.3.1 失配问题108

4.3.2 对信道状态信息的利用率很低109

4.3.3 对指纹库的利用率低109

4.4 非参数化室内定位的发展方向110

4.4.1 在算法研究方面110

4.4.2 在工程应用方面111

4.5 总结112

第5章 基于ZigBee的无线传感器网络室内定位113

5.1 ZigBee知识的介绍113

5.1.1 概念113

5.1.2 ZigBee技术的硬件114

5.1.3 ZigBee技术的软件118

5.1.4 ZigBee技术的应用与发展121

5.2 基于ZigBee的参数化室内定位方法124

5.2.1 数学模型124

5.2.2 算法介绍124

5.2.3 ZigBee室内定位网络125

5.2.4 上位机软件实现128

5.2.5 ZigBee参数化室内定位的实现129

5.3 基于ZigBee的非参数化室内定位方法134

5.3.1 非参数化定位算法134

5.3.2 非参数化定位的网络架构135

5.3.3 测量多信道RSSI与距离的关系137

5.3.4 非参数化室内定位实现140

5.4 基于ZigBee技术的室内定位分析154

5.4.1 参数化与非参数化定位结果分析154

5.4.2 基于ZigBee技术的室内定位的各种改进154

第6章 麦克风阵列室内定位方法156

6.1 引言156

6.1.1 麦克风阵列的应用157

6.1.2 基于室内麦克风阵列的音频信号处理158

6.2 麦克风阵列音频定位概述160

6.2.1 室内音频信号的特点160

6.2.2 麦克风阵列信号处理160

6.2.3 基于麦克风阵列的室内声源定位方法的分类163

6.3 基于信号到达角度（DOA）的定位方法163

6.3.1 基于最大输出功率的可控波束形成技术164

6.3.2 基于信号协方差的空间功率谱方法170

6.3.3 波达角定位171

6.4 基于时延估计（TDE）的定位方法172

6.4.1 时延估计方法173

6.4.2 时延估计定位176

6.5 基于信号能量（RSSI）的定位方法177

6.5.1 信号模型177

6.5.2 最大似然估计定位方法178

6.6 数据库匹配定位方法179

6.7 小结183

第7章 电力线室内定位系统184

7.1 电力线定位概述184

7.1.1 电力线室内定位研究的意义184

7.1.2 电力线室内定位的国内外研究现状185

7.2 电力线信号传输原理185

7.2.1 电力线的复用技术185

7.2.2 电力线复用传输信号的加工186

7.2.3 低压电力线的信道特性［282］188

7.3 电力线室内定位技术192

7.3.1 电力线室内定位技术的工作原理192

7.3.2 定位算法194

7.4 实验设计196

7.4.1 信号发生模块的设计196

7.4.2 标签的设计196

7.4.3 软件的设计197

7.5 实验结果198

7.6 电力线室内定位与GSM、WiFi定位的比较198

7.7 总结及展望199

第8章 室内定位的典型应用200

8.1 室内定位技术在地下停车场中的应用200

8.1.1 定位系统介绍201

8.1.2 需解决的关键问题202

8.2 室内定位技术在展会等环境中的应用203

8.2.1 系统介绍203

8.2.2 系统特点203

8.2.3 系统布置204

8.3 室内定位技术在智能家居中的应用205

8.3.1 典型的智能家居系统205

8.3.2 典型的智能家居网络——WHANs206

8.3.3 智能家居无线网络的设计要求207

8.3.4 智能家居无线网络的各种标准特征207

参考文献209