Analiza utjecaja Wi-Fi i BLE komunikacije na performanse ultraširokopojasne lokalizacije

master's thesis

• Title (english): Evaluation of Wi-Fi and BLE Communication Influence on UWB Localization Performance
• Author: Maja Ovčarik
• Mentor: Hrvoje Džapo (mentor)
• Committee member: Hrvoje Džapo (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Željka Lučev Vasić (član povjerenstva)
• Committee member: Ana Sović Kržić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2018-07-17, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

U današnje vrijeme ultraširokopojasna tehnologija (UWB) sve se više koristi u raznim primjenama industrijskih mreža bežičnih senzora, koje uključuju i lokalizaciju. UWB tehnologijom moguće je odrediti lokaciju uređaja s centimetarskom preciznošću, s obzirom da koristi široki frekvencijski pojas. Međutim, upravo zbog te širine frekvencijskog pojasa moguć je i nepovoljan utjecaj drugih popularnih bežičnih tehnologija na preciznost UWB lokalizacije, poput Bluetooth Low Energy (BLE) i IEEE
802.11a/b. Posebno je važno istražiti utjecaj BLE i Wi-Fi tehnologija na preciznost određivanja lokacije u sigurnosno kritičnim primjenama. U okviru ovog rada eksprimentalno je utvrđeno ponašanje uređaja za UWB lokalizaciju temeljenog na Decwave DW1000 u prisustvu bežičnih komunikacijskih uređaja koji rade s ranije navedenim tehnologijama kao uskopojasnim izvorima smetnji. Specifično, istražen je utjecaj na protokol određivanja udaljenosti dvosmjernom UWB komunikacijom. Mjerenja su provedena u laboratoriju i EMC komori bez izvora smetnji. Iz grafičkog prikaza impulsnog odziva kanala (CIR), koji je posebna mogućnost DW1000 UWB primopredajnika, i prikaza odstupanja izmjerene od stvarne udaljenosti, zaključeno je da BLE i Wi-Fi izvori smetnji nemaju značajan utjecaj na preciznost UWB lokalizacije, što nije slučaj za okolinu s preprekama koja omogućuje višestazno prostiranje signala.

Abstract (english)

Nowadays, ultra-wideband technology (UWB) is increasingly
used for localization applications in industrial wireless sensor networks.
Since UWB technology uses a wide bandwidth, it is possible to achieve a centimetre ranging accuracy.
However, coexistence with other popular wireless technologies such as Bluetooth Low Energy (BLE) and IEEE 802.15a/b, can affect the UWB ranging accuracy.
It is particularly important to investigate whether it is safe to use both BLE and Wi-Fi in safety critical UWB applications. This thesis aims to present
experimental results of the research on the interference and coexistence among Decawave DW1000 UWB transceivers and above mentioned narrow-band systems. Specifically, UWB ranging accuracy based on two-way ranging protocol was studied. Experiments were conducted in office/laboratory environments and accredited EMC laboratory with no interference sources. With graphically displayed channel impulse response, a special feature of DW1000 UWB transceivers, and distance deviation, it was possible to conclude that BLE and Wi-Fi interference has no significant impact on ranging accuracy, whereby within multipath environment is severely affected.

• Keywords: Ultraširokopojasna lokalizacija; Wi-Fi; BLE; interferencija; funkcijska sigurnost
• Keywords (english): UWB localization; Wi-Fi; BLE; interference; functional safety
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:453440
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-03-13 23:34:57