MFDL：一种基于多载波菲涅尔穿透模型并利用商用 Wi-Fi 网卡的无设备定位系统

无设备定位在许多泛在应用中发挥着重要作用。在已提出的不同技术中，基于商用设备的 Wi-Fi 技术因其成本低廉、易于部署以及在精确定位方面的巨大潜力而备受关注。现有解决方案要么使用需要耗费大量人力进行无线电地图测量与更新的指纹法，要么使用基于经验研究构建且需密集部署 Wi-Fi 收发器的模型。在本工作中，我们探讨了物理学中的菲涅尔区理论，并提出了一种通用的菲涅尔穿透模型（FPM），该模型揭示了特定菲涅尔区与多载波菲涅尔相位差之间的线性关系，以及静态多径环境引起的菲涅尔相位偏移。我们在室外和复杂室内环境中均验证了 FPM。此外，我们设计了一种基于多载波 FPM 的无设备定位系统（MFDL），该系统克服了诸多实际挑战，特别是多径丰富的室内环境中的菲涅尔相位差估计与相位偏移校准。大量实验结果表明，与最先进的工作（LiFS）相比，我们的 MFDL 系统以少得多的 Wi-Fi 收发器数量实现了更好的定位精度。具体而言，在 36$m^2$ 的室外环境中仅使用三个收发器时，MFDL 的中值定位误差低至 45$cm$；在 25$m^2$ 的室内环境中为 55$cm$。将收发器数量增加至四个，使得我们能够在 72$m^2$ 的室内区域实现 75$cm$ 的中值定位误差，相比之下，LiFS 在 70$m^2$ 区域内使用 11 个收发器实现的中值定位误差为 1.1$m$。