对符合ＩＥＥＥ　８０２．１１　协议的无线设备进行定位的方法技术

本发明专利技术公开了一种对符合ＩＥＥＥ？８０２．１１协议的无线设备进行定位的方法，该定位方法通过在ＩＥＥＥ？８０２．１１ＭＡＣ协议中添加信号强度分布信息，并通过存储在无线接入点中的Ｒａｄｉｏ－ｍａｐ信息，来获得无线接入点中当前没有８０２．１１设备的地理位置信息，通过获得的地理位置信息实现对８０２．１１设备的当前位置定位。本发明专利技术方法解决了在运行一段时间后的无线局域网中，对后来添加的无线接入点或者私装接入点进行的地理位置定位，同时本发明专利技术的方法能够对８０２．１１设备的具体位置不清、覆盖率统计困难等问题进行有效管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及--------种对无线设备的定位方法，更特别地说，是指 ---种基于Radio-map信息，对符合IEEE 802, ll.协议的无线设备进行定位的方法。在本专利技术的定位方法中，将符 合IEEE 802, ii协议通信的无线设备记为802, ii设各。
技术介绍
802, 1.1协议是IEEE最初制定的一个无线局域网标准。 无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)是现代计算机网络与无线通 信技术相结合的产物。它是在局部区域内以无线媒体或介质进行通信的无线网络,传输媒 介-一般是无线电波。 Radio-m即是指在目标区域里按照一定的间隔距离确定若十采样点，形成一个采 样点的网格，并将每个点所测得的信号强度连同其位置信息- 一同保存在数据库里，这些信 息就口11 Radio-map 。 随着无线网络密度的提高，网络质量也会伴随着故障点的增多而下降，导频污染、 邻频千扰、切换掉线、信号肓区的增多，导致投诉量的不断提升，直接影响了运营商在广大 用户中的形象。为了进--------步提高无线网络运行质量，网络管理员(NetworkAdministrator，NA) ^7要倡助协议分析仪(Protocol Analyzer,PA)实地考察目标区域的802, 11设备(主 要包括0允线接入点、无线用户终端)情况，以了解目标区域中W哪些802. 11设备正在运 行，以及在何处运行，获得这些信息后才能进一步采取行动，比如拆除私装的无线接入点 (Access PoinL，AP)、在适当的位置添加无线接入点。目甜NA在目标区域所使用的PA并没 有有关802. 11设备的地理位置信息，即使探测出异常情况(比如探测出私装的AP) ， NA也 不知道这个私装AP安装在什么位置，阻碍了私装AP的顺利拆除以及AP的部署优化。
技术实现思路
为了方便网络管理员(M)对802, 11设备的有效管理及位置的优化部署，本专利技术 提出-一种基于Radio-map对符合IEEE 802. 11协议的无线设备进行定位的方法。该定位方法通过在:[ee:e 802,11 :m:Ac协议中添加信号强度分布信息，并通过存储在无线接入点(pa)中的Radio-map信息，来获得无线接入点(PA)中当前没有802, ii设备的地理位置信息，通 过获得的地理位置信息实现对8()2. ll设备的当前位置定位。本专利技术方法解决了在运行一 段时间后的无线W域网中，对后来添加的无线接入点(PA)或者仏装接入点进行的地理位 置定位，同时木专利技术的方法能够对802. 11设备的具体位置不清、漠盖.率统计困难等问题进 行有效管理。 本专利技术提出一种棊于Radio-map对符合IEEE 802. 11协议的无线设备进行定位的 方法，首先通过管理员端(Manager)在任意采样点sPj上对无线信号强度进行采集n (100 < n《200)次后，并将所得到的无线信号强度信息= <1 .i， AP，， S， p (S ! I,) >存储在数 据库中；然后利用该数据痄中的数据构建出Radio-map ;最后在Radio-map中应用概率-定位策略确定出候选位置r 。所述的概率-定位策略的执行步骤有 执行歩骤--一 管理员端Manager扫描目标区域中的802. ii设备 通过管理员端M朋ager内置的无线网卡才—l描冃标区域的802. 11设备，包括无线 接入点AP和无线用户端Sta，此吋可以得到扫描到的所有802. 11设备的Mac地址信息；然 后，管理员端Manager可以从扫描得到的所有802. 11设备中选定一个或几个可疑目标作为 定位目标；最后根据定位的结果拆除私装的无线接入点或者在选定位置添加无线接入点； 执行步骤二 管理员端向目标802, 1.1设备发送定位请求帧 由管理员端Manager向802. 11设备发送定位请求帧，其中Type = 11的帧表示定 位帧，SubType = ()()()O表不定位请求帧；Addressl = da表不目的端MAC地址，定位请求帧 的目的端是待定位的802, ii设各；Address2 = SA表示发送端MAC地址，定位请求帧的发 送端是管理员端；定位请求帧的帧体为空； 执行步骤三目标802, 11设备回复定位响应帧 接收到定位请求帧的802. 11设备将探测所有它所能探测到的无线接入点的接收 信号强度RSSI，然后按照RSSI从人到小的顺序将无线接入点的MAC地址和RSSI封装到定 位响应帧屮;Type = 11的帧表示定位帧，SubType = 0001表示定位响应帧;Addressl = DA 表示目的端MAC地址，定位响应帧的目的端是管理员端；Address2 = SA表示发送端MAC地 址，定位响应帧的发送端是待定位的802, 11设备； 执行歩骤四管理员端通过概率-定位策略确定候选位置1' 管理员端解析接收到的定位响应帧，得到无线信号强度向量称为 在线-向量S ' = {s ' i， s ' 2，……，s ' k}，然后依据贝叶斯概率关系p(/ ,。, = /'Iy) = I^ = ;):/(L =1 )得到候选位置1';最后从该候选位置r中找出 P(ireal = i' ;s')的最人值。 本专利技术的方法能够解决目前PA屮没有802, 11.设备的地理位置信息、对802, 11设 备的具体位置不清、覆盖率统计困难等问题，进而实现对802. 11设备的'Y]效管理。附图说明 图1是在一个冃标区域中8()2. 11设备的分布示意图。 图2是本专利技术对符合IEEE 802, 11协议的无线设备进行定位的流程图。 图3是木专利技术扩展后的IEEE 802, 11MAC协议帧结构。 图3A是本专利技术扩展后的IEEE 802. 11MAC协议帧中定位响应帧帧体结构。具体实施例方式' K面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明 参见图i所示，在-一个目标区域内包括有多个无线接入点、多个采样点、多个无线 用户端和一个管理员端(Manager)。其中，无线接入点(AP)、管理员端(Manager)和无线用 户端(Sta)属丁'802, 11设备。 为了方便网络管理员(M)对802, 11设备的有效管理及位置的优化部署，木专利技术是-一种基于Radio-map对符合IEEE 802. 11协议的无线设备进行定位的方法。该定位方法 通过在:[EE:E 802, ll.MAC协议中添加信号强度分布信息，并通过存储在PA(协议分析仪)中 的Radio-map对802. ii设各的当前位置进行定位，以解决目甜PA中没有802. ii设备的地 理位置信息、对8()2. 11设备的具体位置不清、覆盖率统计困难等问题，进而实现对8()2. 11 设备的有效管理。 在木专利技术巾，IEEE 802, l.].MAC协议的结构如图3所示，其巾在:FrameContro1 (帧控 制)字段中的Type(第3和第4个比特)规定了该帧的类型，两个比特的Type共能表示四 种类型，但目前只使ltj三种类型的802,謹C帧(管理帧:Type = O()，控制帧:Type = 01， 数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对符合ＩＥＥＥ　　８０２．１１协议的无线设备进行定位的方法，其特征在于：首先通过管理员端在任意采样点ｓｐ↓［ｊ］上对无线信号强度进行采集ｎ次后，并将所得到的无线信号强度信息Ｉ↓［ｊ］＝〈ｌ↓［ｊ］，ＡＰ↓［ａｒｅａ］，Ｓ，ｐ（Ｓ｜ｌ↓［ｊ］）〉存储在数据库中；然后利用该数据库中的数据构建出Ｒａｄｉｏ－ｍａｐ；最后在Ｒａｄｉｏ－ｍａｐ中应用概率－定位策略确定出候选位置ｌ′；　　　　所述的无线信号强度信息Ｉ↓［ｊ］＝〈ｌ↓［ｊ］，ＡＰ↓［ａｒｅａ］，Ｓ，ｐ（Ｓ｜ｌ↓［ｊ］）〉中，ｌ↓［ｊ］表示任意采样点位置，ＡＰ↓［ａｒｅａ］表示在目标区域中所有无线接入点的集合，Ｓ表示离线无线信号强度向量，ｐ（Ｓ｜ｌ↓［ｊ］）表示ｌ↓［ｊ］处接收到Ｓ的概率。

【技术特征摘要】
一种对符合IEEE 802.11协议的无线设备进行定位的方法，其特征在于首先通过管理员端在任意采样点spj上对无线信号强度进行采集n次后，并将所得到的无线信号强度信息Ij＝<lj，AParea，S，p(S|lj)>存储在数据库中；然后利用该数据库中的数据构建出Radio-map；最后在Radio-map中应用概率-定位策略确定出候选位置l′；所述的无线信号强度信息Ij＝<lj，AParea，S，p(S|lj)>中，lj表示任意采样点位置，AParea表示在目标区域中所有无线接入点的集合，S表示离线无线信号强度向量，p(S|lj)表示lj处接收到S的概率。2. 根据权利要求i所述的对符合IEEE 802. ii协议的无线设备进行定位的方法，其特 征在于管理员端在任意采样点sPj上对无线信号强度采集了 l()() < n《2()()次。3. 根据权利耍求1所述的对符合IEEE 802, 11协议的无线设备进行定位的方法，其特 征在于概率-定位策略的执行步骤有执行步骤--------管理员端Manager扫描目标区域中的802, 11设备通过管理员端Manager内置的无线网卡，扫描目标区域的802. 11设备，包括无线接入 点AP和无线用户端Sta,此时可以得到扫描到的所吖802. 11设备的Mac地址信息；然后， 管理员端Manager可以从扫描得到的所有802, 11设备中选定一个或几个nj疑目标作为定 位目标；最后根据定位的结果拆除私装的无线接入点或者在选定位置添加无线接入点；执行步骤二 管理员端向目标8()2. 11设备发送定位请求帧由管理员端Manager向802, 11设备发送定位请求帧，其中Typo = 11的帧表示定位帧， SubType = 0000表示定位请求帧；Address 1 = DA表示目的端MAC地址，定位请求帧的目的 端是待定位的802, 11设备；Address2 = SA表示发送端MAC地址，定位请求帧的发送端是 管理员端；定位请求帧的帧体为空；执行歩骤一:目标802. 11设备冋复定位响应帧接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：李巍，李兰俊，李云春，李素香，罗莎莎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]