Paikkatiedon kerääminen ja hyödyntäminen WLAN-verkossa

Abstract

Työn teoriaosuudessa tutustutaan ensin yleisimpiin paikannusmenetelmiin. Käsiteltävänä ovat GPS-satelliittipaikannus sekä radiosoluverkkojen paikannusmenetelmät solupaikannuksesta monimutkaisempiin signaalin ominaisuuksia tutkiviin menetelmiin. Teoriaosuudessa käsitellään myös IEEE 802.11 –standardin PHY- ja MAC-kerrosten toimintaa sekä WLAN-verkon siirtotien ominaisuuksia paikannuksen kannalta. Ennen paikannusjärjestelmän toteuttamista työssä esitellään menetelmiä ja tuloksia muista tutkimuksista samalta tutkimusalueelta. Työssä toteutetaan paikannusjärjestelmä sekä solupaikannusta että signaalitasopaikannusta hyödyntäen. Solupaikannusjärjestelmälle määritellään palvelurajapinta, jonka kautta paikannuspalvelua voidaan hyödyntää muissa palveluissa. Kaksi paikannuspalvelun päälle luotua palvelua esitellään lyhyesti malliesimerkkeinä. Signaalitasopaikannuksen osalta kuvataan kaksi menetelmään kuuluvaa vaihetta ja yksittäisten komponenttien toiminta näissä vaiheissa. Paikannusmenetelmien tarkkuutta tutkitaan mittausten avulla ja testituloksista muodostetaan paikannustarkkuutta kuvaavat tilastot. Solupaikannuksen keskimääräinen virhe on ±50 metriä. Vastaavasti signaalitasopaikannuksen virhe on ±4 metriä ja parannettua algoritmia käyttäen ±3 metriä.

In the theory part of this thesis the most common positioning methods are first introduced. Among the discussed methods are the GPS-satellite positioning and positioning in radio cell networks using techniques from a cell positioning to a more complex signal propagation procedures. The theory part also covers the PHY and MAC layers of the IEEE 802.11 standard and the characteristics of a WLAN medium concerning positioning. Before implementing the positioning system methods and results from other research works covering the same research area are reported. Two positioning systems are implemented in this thesis utilizing cell positioning and signal level positioning. The application program interface is defined for cell positioning system and that can be used by other services taking advantage of the positioning service. Two of these services are shortly introduced as examples. Concerning signal level positioning two phases of this method and the operations of the included components are described. The positioning accuracies of these methods are measured and corresponding statistics are compiled. The mean errors of cell positioning, signal level positioning and signal level positioning with enhanced algorithm are ±50, ±4 and ±3 meters, respectively.