随着室内定位需求的普及,各种室内定位技术成为了研究的热点。然而,室内电磁环境复杂,无线信道随机变化。在WiFi定位技术中,应用最广泛的RSSI指纹库匹配定位仍存在定位精度不高,稳定性不足的缺点。为突破指纹库定位的局限,利用WiFi中信道状态信息具有更细粒度感知环境这一特性,结合OFDM通信技术和阵列测向技术,通过位置参数估计方法实现了一种全新的定位技术。本文利用当前广泛部署的普通商用WiFi设备具有多天线,多信道,多子载波的特点,通过研究信道响应模型、WiFi信号及OFDM技术的基本特性,将通信技术和阵列测向技术结合起来,通过超分辨空间谱估计的算法和稀疏重构方法恢复出多径信号的空间谱和时间谱,实现了在LOS环境下直达波分量的传播时延和入射角度参数估计,并最终给出了基于信道响应的WiFi室内定位系统实现方式及其原型架构。研究内容和创新点主要包括以下三个方面:本文首先研究了阵列测向、信道响应模型和MUSIC超分辨空间谱估计算法,将信道响应模型引入到阵列测向估计中。利用WiFi设备多天线、OFDM技术多子载波的特点,构造出空频域平滑矩阵,通过超分辨空频域联合的MUSIC方法估计出等效的时空谱,经谱峰搜索实现多径AOA估计;然后将该模型从均匀线阵推广到任意平面阵列,实现了测向全方位无模糊的覆盖;通过分析算法测向性能,进行聚类分析后提取AOA估计结果,实现测向。其次针对时空谱估计模型中时间分辨率不足且无法估计真正的传播时延这两个问题,通过多信道联合,利用超分辨MUSIC方法实现传播时延估计。利用多径具有稀疏性的特点,另外提出了一种利用OMP算法进行稀疏重构恢复信道脉冲响应,实现更高分辨率的多径TOA估计,并根据首达波特点推断出真正的传播时延。最后给出了几种可利用信道状态信息进行WiFi室内定位的实现方法,并以单站定位为例,提出了具体的实现方法和原型架构,通过完整的系统模拟仿真分析,验证了基于空域频域联合处理的室内WiFi定位技术的可行性和有效性。