（图片来源于：麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室）

 导言 

      关于定位技术，人们常常想到GPS定位、基站定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位等等。但是，如果提到WiFi定位，通常见到的方式是利用几个WiFi测量你的位置，精度还不高。 麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室CSAIL的研究人员，开发了一个新的WiFi系统，叫做“Chronos”，可以使用单个WiFi接入点来定位用户，精度达几十厘米，而不需要添加任何额外的传感器。这项研究由Dina Katabi教授带领。 

功能和效果展示 

 （图片来源于：麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室） 

 （图片来源于：麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室） 

      研究小组在一个公寓和一个咖啡馆里做了展示，同时也展示了一架无人机如何和用户之间保持安全距离，误差只有4厘米。

      在两个卧室，四个居住者的公寓中，进行实验，可以以94%的准确率显示哪个居住者在哪个卧室。在一个咖啡馆中，系统可以达到97%的准确率来区分商店里的客户和商店外的蹭网的人。

工作原理 

      Chronos通过计算“飞行时间”，即数据从用户端到达接入点所需要的时间，来进行定位。系统的定位精度20倍于现有的系统，计算飞行时间的误差达0.47纳秒。 

（图片来源于：麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室） 

      现有的定位方法，需要四个或者五个WiFi接入点。因为现有WiFi设备，没有足够宽的带宽来测量传播时间，所以研究人员只有通过和这个人相关的多个角度的测量来定位。 

（图片来源于：麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室） 

      但是Chronos不仅能够计算角度，而且可以计算从用户到接入点的实际的距离，通过光速乘以传播时间。对于有些小公司来说，使用一个接入点，就能够计算距离和角度，是十分有帮助的。

WiFi有一种跳频的特点，所以研究团队让系统在频道之间跳换，搜集许多不同在接入点和用户之间的距离测量数据。Chronos自动的将这些测量值进行处理来得到最终的距离。

      Chronos通过快速的在这些频道之间跳频，几乎跨越一兆带宽。Chronos测量传输时间的精确度达亚纳米的精度。这是一个重达突破，对于那些高精度室内定位来说。

研发中遇到的挑战

      测量精准的传输时间，并非易事，因为在传输过程中，会发生三种延时。

      第一，当你发送一个无线网络数据，在决定检测数据包的出现时，会发生延时，这个和实际的传输时间很难区分。为了计算它，团队让WiFi使用编码办法，在几个更小的频率上传输数据的比特位。

      第二，如果室内的WiFi信号，会被墙或者家具反射，这样接收器会接受到几个信号的拷贝，每个传输时间都不同。为了区分实际路径，研究人员开发了一种机制，用算法来判断所有这些拷贝的延时。这样，他们计算出最短时间的拷贝，就是最直接的路径。 

      最后，团队的跳频方法，带来了一个问题，就是每次Chronos调到一个新的频率上，硬件都会重启，增加一个叫做“相位误差”的延时。为了记录这个，团队使用了在WiFi中，每次手机发送一个数据包都会得到一个确认。团队使用这些确认来智能的消除相位误差。 

意义 

      Chronos的成功，让基于WiFi的定位可以广泛的应用在更多场景，例如对于有物理环境限制，或者不能使用传感器的情况下。它可以用来寻找丢失的设备，或者控制一队无人机。 

      这个技术，不仅来保证无人机和操作者保持安全距离，同时也可以追踪家中成员的活动情况，还可以应用在机器人，智能家居方面。这个系统让WiFi结点可以相互定位，这是无线技术发展迈出的重要一步，为我们带来了切实有效的WiFi定位手段。

      这种WiFi系统的设计，或许给穿戴设备以及物联网的定位，提供一种新的手段，在一些GPS或者其他定位方式不能很好的覆盖的地方，显得更加的有效，特别是室内以及对于精度要求高的应用场景中。