Fingerprinting- menetelmät langattomassa paikannuksessa

Abstract

Työn tarkoituksena on tehdä katsaus erilaisiin fingerprinting-menetelmiin, niiden ominaisuuksiin ja käyttötarkoituksiin. Langattoman paikannuksen vaatimukset vaihtelevat teknologian kehittyessä ja erilaisissa ympäristöissä. Fingerprinting menetelmät sopivat hyvin erilaisiin ympäristöihin, sillä sormenjälkiä voidaan kerätä monista vastaanotto- tai lähetyslaitteesta mitattavista ominaisuuksista. Yleisimmät kerätyt mittaukset liittyvät signaalin ominaisuuksiin, jotka ovat lähes yksiselitteisiä sijaintiin nähden. Sormenjälki sisältää tiedon mittauksesta sekä sijainnista, jossa mittauksen tulos on saatu. Kerätyistä sormenjäljistä muodostetaan tietokanta, johon jatkossa verrataan saatuja mittauksia. Näin saadaan selville laitteen todennäköisin sijainti. Työssä myös esitellään lyhyesti viivemittaus ja suuntamittaus, sillä ne ovat vaihtoehtoisia tapoja toteuttaa langatonta paikannusta. Viivemittaus perustuu vastaanottajan ja liityntäpisteen välisen etäisyyden laskemiseen. Etäisyys lasketaan viiveen perusteella. Kun etäisyys tunnetaan vähintään kolmesta liityntäpisteestä, voidaan vastaanottajan sijainti selvittää. Suuntamittauksessa hyödynnetään tulosuuntaa, jonka perusteella voidaan selvittää käyttäjän sijainti. Liityntäpisteitä vaaditaan vähintään kaksi tai kolme, riippuen siitä, onko orientointitieto käytettävissä. Lisäksi työssä vertaillaan käytettyjä fingerprinting-menetelmiä sisätiloissa ja ulkotiloissa, joissa paikannuksen vaatimukset ovat erilaiset. Sisätiloissa keskitytään erityisesti ratkaisuihin, jotka pohjautuvat langattomiin lähiverkkoihin, sillä ne muodostavat jo valmiiksi riittävän kattavan verkon monissa rakennuksissa, kuten ostoskeskuksissa ja toimistoissa. Ulkotiloissa keskitytään erikseen signaalipohjaisiin fingerprinting-menetelmiin ja laitteen eri sensoreilla kerättyihin fingerprinting-menetelmiin. Signaalipohjaisissa fingerprinting-menetelmissä mittaukset tehdään signaalin eri ominaisuuksista, mutta yleisin mitattu arvo on vastaanotetun signaalin voimakkuus. Sensoreiden avulla kerätyissä sormenjäljissä vertaillaan erikseen visuaalisista sensoreista ja liiketunnistimista kerättyjä mittauksia, sekä monen sensorin yhdistelmistä kerättyjä mittauksia.