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互联网信息技术发展迅速,位置信息及其相关服务得到越来越多的重视。室内定位作为室外全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的一种延伸与补充,吸引了国内外越来越多的学者对其进行研究。随着Wi-Fi设备的推广与普及,具有低成较本、推广容易等优势的Wi-Fi室内定位技术逐渐成为当前室内定位的主流技术。相较于早期基于信号状态强度(Received Signal Strength,RSS)的定位系统,Wi-Fi 的信道状态信息(Channel State Information,CSI)具有更细粒度的信息,具备实现高精度的室内定位条件。目前也涌现了越来越多基于CSI的室内定位技术,其中基于CSI的单AP(Access Point)定位也因具备更高的部署灵活性已成为研究热点。本文基于定制的基于Wi-Fi IEEE802.11n协议并支持收发双方双向跳频通信的软件无线电平台,利用采集的多信道MIMO CSI,研究了基于单AP的AoA(Angle of Arrival)估计和信号传输距离估计技术,联合AoA和距离估计结果对室内目标进行定位。本文的主要研究内容如下:首先,基于Wi-Fi CSI的空间信号AoA估计。研究基于4×4MIMO和跳频OFDM物理层CSI的AoA估计方法,利用超分辨估计算法进行信号AoA和ToF的联合估计,并基于聚类进行直射路径的辨别,对比分析了一般3×3MIMO和本文4×4MIMO天线阵列通过空间平滑处理得到的角度估计,仿真结果表明,同等条件下,本文4×4MIMO天线阵列得到的角度估计精度更高。其次,基于Wi-Fi CSI相位特性的传输距离估计。主要在线性拟合相位校正的方法基础上,结合了发射天线和接收天线的收发数据对CSI相位进行基于信道互易性的校正改进,利用2.4GHz频段相邻信道的中心载波CSI的相位变化差来进行距离的估计,最后利用改进的K-means聚类算法先消除离群点的干扰,再对4×4MIMO天线阵列的距离估计结果进行聚类分析,仿真结果表明,改进的K-means算法较传统的K-means算法得到的距离估计精度更高。最后,基于以上研究,对基于单AP的联合AoA与距离估计的定位算法进行了测试与仿真。在典型的室内环境下搭建测试平台,构建单AP定位系统,基于4×4MIMO天线阵列采集CSI值,对基于本文提出的单AP定位方案的定位精度进行了实验评估与对比。实测结果表明,本文提出的单AP定位技术的最小定位误差为0.2332m,最大误差为1.2628m,平均误差为0.7569m。