WiFi-PS: Sistema di Posizionamento per ambienti indoor basato su tecnologia IEEE 802.11 (WiFi)

Project: Research project

Project Details

Layman's description

Lo sviluppo di applicazioni che sfruttano la conoscenza della posizione dell’utente (location-aware) sta spingendo sempre più operatori e costruttori di smart-phone a sviluppare meccanismi per estendere la copertura del GPS (Global Positioning System) agli ambienti indoor. Per esempio, l’Assisted-GPS è una soluzione capace di accelerare il rilevamento della costellazione dei satelliti sfruttando le reti di accesso WiFi o 3G disponibili all’utente. In questo scenario, grandi attori come Google e Apple hanno cominciato a mappare gli identificativi delle stazioni base e delle reti WiFi con le relative posizioni geografiche, in modo da permettere la localizzazione nei cosiddetti canyon urbani, in cui il GPS non funziona, o addirittura in aeroporti, musei e grandi magazzini, e in altri ambienti indoor molto frequentati, per i quali sono già state rese disponibili delle mappe. L’accuratezza di questi sistemi è però al momento scadente, mentre l’utilizzo di sistemi più accurati è generalmente precluso a causa dei costi di realizzazione e della necessità di equipaggiare gli utenti con altre tecnologie (come ad esempio ultra-wideband).

In questo contesto, scopo del presente progetto è sviluppare un sistema di posizionamento per ambienti indoor a basso costo, basato sulla tecnologia WiFi, che sia in grado di sfruttare le interfacce di rete disponibili in tutti gli smartphone e gli Access Point già installati nelle reti esisteni.
Sebbene esistano già dei sistemi di localizzazione basati sul WiFi, la gran parte di questi sistemi è soggetta a forte limitazioni a causa del fatto che la tecnologia WiFi non è stata progettata per applicazioni di localizzazione e offre accesso limitato a quelle informazioni di livello fisico (come la potenza del segnale ricevuto o i ritardi di propagazione) che possono essere utilizzate per stimare le distanze da certi punti di riferimento. Inoltre, anche quando alcuni segnali sono resi disponibili da alcuni costruttori, la velocità di accesso a queste informazioni da parte del sistema (host) che ospita la scheda WiFi è inadeguata ad applicazioni di localizzazione. Per questo motivo, i sistemi più avanzati proposti dalla comunità scientifica si basano su strumenti di acquisizione dei segnali WiFi progettati ad-hoc (ad esempio con FPGA e schede software radio) e su lunghi periodi di acquisizione delle misure per effettuare complesse analisi statistiche. Il problema fondamentale è però la mancanza di una opportuna interfaccia, piuttosto che la necessità di disporre di hardware più avanzato.

Allo scopo di definire un Sistema di Posizionamento (Positioning System PS) che risulti flessibile sia in termini di metodologia di misura che in termini di elaborazione dei dati, ma che utilizzi schede WiFi commerciali, proponiamo di sfruttare l’architettura che abbiamo recentemente proposto nell’ambito del progetto Europeo FLAVIA, che introduce il concetto di processori per reti wireless (Wireless MAC Processor). Sfruttando il fatto che molte schede WiFi moderne implementano i protocolli di accesso al mezzo tramite un processore integrato nella scheda, e che questo processore può implementare un esecutore generico di macchine a stati piuttosto che un protocollo specifico, è infatti possibile aggiungere delle funzionalità di misura ed elaborazione direttamente nella interfaccia radio. La possibilità di eseguire misure direttamente sulla scheda, senza passare dall’host, consente infatti di evitare i ritardi imprevedibili generati dall’interfacciamento con qualunque sistema operativo e di supportare metodologia di ranging (stima delle distanze) basate sulla stima dei ritardi di propagazione (finora impensabili in ambito indoor).

Il progetto è articolato in due principali attività di ricerca. Una prima attività sarà dedicata alla definizione di meccanismi di ranging e alla definizione di una metodologia in grado di caratterizzare tutte le componenti di rumore che p
StatusActive
Effective start/end date1/1/12 → …

Fingerprint

Explore the research topics touched on by this project. These labels are generated based on the underlying awards/grants. Together they form a unique fingerprint.