Демонстрация по статье «FIND: an SDR-based Tool for Fine Indoor Localization» представлена на IEEE INFOCOM 2021

Демонстрационный стенд по статье «FIND: an SDR-based Tool for Fine Indoor Localization» Евгения Хорова, Алексея Куреева и Владислава Молодцова был представлен на IEEE INFOCOM 2021, ведущей международной конференции по сетевым технологиям. В роли докладчика выступал Владислав Молодцов, студент 4 курса ФРТК МФТИ и сотрудник WNL.

В современном мире часто возникает необходимость локализировать устройства в помещении, однако системы спутниковой навигации оказываются неприменимы для этого. Альтернативный подход заключается в использовании точек доступа Wi-Fi, которые широко распространены в помещениях. Большинство точек доступа имеет массив из нескольких антенн, который может быть использован для определения направления прихода сигнала от пользователя. Таким образом, несколько точек доступа могут определять координаты клиентского устройства. Несмотря на то, что существует огромное количество различных подходов к определению направления прихода сигнала, в том числе подходы машинного обучения, по-прежнему нерешенным остаётся вопрос, какой из них обладает наибольшей точностью. Существующие алгоритмы не сравнивались друг с другом в одинаковых условиях, поскольку часть из них работает с сигналом во временной области, а часть — в частотной области с так называемыми CSI (англ.: Channel State Information). При этом отсутствуют датасеты и даже устройства, которые бы предоставляли оба вида данных. В представленной статье ученые из Wireless Networks Lab демонстрируют экспериментальный стенд, который решает эту проблему.

Стенд включает в себя прототип четырехантенного Wi-Fi-приёмника, поворотную платформу с массивом антенн, а также Wi-Fi-передатчик. Главное достоинство данной установки заключается в разработанном прототипе приёмника, который извлекает из реальных Wi-Fi кадров всю информацию, необходимую для различных алгоритмов определения направления прихода сигнала. Прототип разработан на базе программно-определяемого радио USRP. К приёмнику подключен массив антенн, установленный на поворотной платформе, позволяющей автоматически выставлять массив на заданный угол. В ходе работы авторы предложили метод калибровки, позволяющий устранить постоянный сдвиг фаз между каналами приёмника. В результате исследования было проведено масштабное сравнение различных методов определения направления прихода сигнала. Более того, авторы выложили в открытый доступ собранный с помощью разработанного прототипа датасет для дальнейших исследований алгоритмов определения направления прихода Wi-Fi-сигнала. Датасет состоит из данных о канале, извлеченных из 300.000 Wi-Fi кадров в обычном помещении и 80.000 Wi-Fi кадров в безэховой камере.

Международная конференция IEEE по компьютерным коммуникациям (IEEE INFOCOM) является ведущей конференцией по сетевым технологиям. Это главное место, где исследователи могут представить свои работы и обменяться новаторскими идеями в области создания сетей, а также в других смежных областях. IEEE INFOCOM 2021 включает в себя основную техническую программу, ряд семинаров, панельные дискуссии, студенческую постерную сессию, а также демонстрационные и постерные сессии. В связи с пандемией COVID-19 конференция IEEE INFOCOM 2021, включая демонстрационную сессию, проходит в режиме онлайн, поэтому команда WNL подготовила видео-демонстрацию для онлайн-презентации проделанной работы.