MIT udoskonala bezprzewodowy system lokalizacji

MIT udoskonala bezprzewodowy system lokalizacji

W ostatnich 10 latach możliwość wykorzystania łączy bezprzewodowych do określenia lokalizacji przenośnych urządzeń była tematem wielu badań. Systemy GPS często zawodzą w dużych budynkach, a przy tym nie są dość precyzyjne. Strażacy śledzący się nawzajem w zadymionym budynku, żołnierze lokalizujący kolegów w środowiskach miejskich, personel medyczny szukający urządzeń w szpitalu czy magazynier szukający określonego towaru, wszyscy oni potrzebują informacji lokalizujących o wyższej rozdzielczości niż może zapewnić GPS.

Najwięksi gracze, jak Google, Intel czy Nokia, wszyscy oni eksperymentują z bezprzewodowa lokalizacją. Jednakże, MIT Wireless Communications and Network Sciences Group w Laboratory for Information and Decision Systems (LIDS) podeszła do problemu bardziej fundamentalnie. Laboratorium LIDS opracowuje szkic teoretyczny, który wyjaśni jak precyzyjna bezprzewodowa lokalizacja może być, w zależności od charakterystyki sieci: zakłóceń czy prędkości. Wyniki tych rozważań teoretycznych stanowią wstęp do stworzenia lepszych algorytmów.

Moe Win, profesor Wydziału Aeronautyki i Astronautyki MIT przyznał, że projekt ten zainspirowany został pracą Claudea Shannona, który współtworzył teorię informacji. W 1948 roku, Shannon pokazał jak wyliczyć maksymalną prędkość z jaka można przesłać wiadomość bez błędów poprzez określony kanał komunikacyjny, również w obecności elektrycznych i elektromagnetycznych zakłóceń. Zespół kierowany przez Wina stara się osiągnąć to samo z informacją o lokalizacji.

„Wszystko co robimy, staramy się rozłożyć na trzy kroki.” – stwierdził Win. „Pierwszym jest próba zrozumienia ograniczeń. Chcemy po prostu wiedzieć ile da się osiągnąć. Drugi obejmuje stworzenie praktycznych algorytmów, które pozwolą zbliżyć się do granicy. Trzeci natomiast jest to eksperymentalna weryfikacja.” – dodał.

Wszystkie trzy fazy opierają się jednak na danych empirycznych; nawet model matematyczny, który leży u podstaw pracy reszty zespołu opiera się na pomiarach sygnałów bezprzewodowych w prawdziwych środowiskach. Z myślą o niezawodnym rejestrowaniu danych, należący do zespołu Wesley Gifford stworzył zrobotyzowany system, który potrafi namierzyć bezprzewodowy przekaźnik z dokładnością rzędu milimetrów na powierzchni wielkości stołu do ping ponga. Robot Gifforda zbudowany jest głównie z drewna, gdyż metal mógłby zakłócać sygnał . Zespół Wina wykorzystał urządzenie do określenia szerokopasmowych kanałów bezprzewodowych na kampusie MIT.

Naukowcy odkryli, że sieci bezprzewodowych urządzeń mogą poprawić precyzje lokalizacji jeśli będą dzielić się informacjami o własnej niedokładności. Tradycyjnie, urządzenie wysyłające informacje o swojej lokalizacji wysyła ją z założeniem, że jest ona tak dokładna jak jest to możliwe. Jednakże, gdyby zamiast tego wysyłało rozkład prawdopodobieństwa, cała sieć działałaby lepiej. Problem polega na tym, że przesłanie rozkładu prawdopodobieństwa wymaga więcej mocy i powoduje więcej zakłóceń, przez co obniża wydajność sieci. Aktualnie, zespół Wina bada najlepszy z możliwych kompromisów pomiędzy przesyłaniem pełnych rozkładów a informacji rzadszych.

Bezprzewodowe systemy pozycjonowania mogą wykorzystywać różne strategie. Mogą mierzyć siłę odebranego sygnału, mogą mierzyć czas upływający od wysłania sygnału do jego odebrania, mogą też mierzyć kąt pod jakim sygnał dochodzi. Określając precyzję informacji pozyskanych w każdy z wymienionych wyżej sposobów, zespół Wina określa praktyczne ich zastosowania.

(lk)