FTMプロトコルの応用による同時測位可能端末数に制限のない測位システムの研究

利用FTM协议进行不限数量终端同时定位的定位系统研究

基本信息

批准号：
22K12006
负责人：
藤井雅弘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12006/
关键词：
Fine Timing Measurement 無線LAN 測位位置推定

项目摘要

本研究課題では，無線LANのフレームの送受信時刻に基づいて送受信端末間距離を測距可能なFTM (Fine Timing Measurement) プロトコルによる，同時測位可能な端末数に制限のない測位システムについて研究を行う．FTMプロトコルに従い複数のAccess Point (AP) との間で測距を行った端末において測位が可能であるが，複数の端末は同時に測距できないため，端末数の増加にともない全端末の測位に必要な時間が増加してしまう．そこで，本提案手法では，AP間でFTMプロトコルを運用し，端末はそのフレームを観測するだけで，端末とAP間の測距が可能な方式を検討する．無線LAN端末のように安価な端末では，GPS (Global Positioning System)の衛星と異なり，高精度に時計同期を行うことができない．すなわち，各端末の時計の指し示す時刻は，原則異なっていることを前提にする必要がある．無線信号を用いた測距はフレームの送受信にかかる時間に光速を乗じることで距離を算出可能であるが，これは送受信機間で時計同期がとれていることが前提となる．しかし，通常，端末の時計は真の時刻に対してバイアス的なずれが発生している．その他にも，時刻の計測には計測の誤差が発生し，また，時刻を表現するためのデータ形式の容量も制限されるため，量子化誤差もともなう．このような背景のもと，今年度においては，FTMにおける計測時刻モデルの設計を行い，数値計算シミュレーションを用いて定量的な評価を行った．FTMにおいて，各端末で異なるバイアス誤差は，短い期間での変動が十分小さいと仮定できる場合に相殺され，時計のバイアス誤差の考慮が不要な測位手法の発展につなげられた．

在本研究主题中，我们将研究一个定位系统，该系统不会限制可以使用FTM（良好的时机测量）协议同时定位的设备数量，该设备允许根据传输和接收终端之间的距离，并基于传输和接收到无线LAN框架的接收时间。尽管根据FTM协议在多个访问点（AP）之间执行距离测量值的终端的定位，但不能同时测量多个终端，因此随着端子数量的增加，将所有终端定位所需的时间增加。因此，在此提出的方法中，我们考虑了一种在AP之间操作FTM协议的方法，并允许终端观察帧，从而允许终端和AP之间的距离测量。与GPS（全球定位系统）卫星不同，无线LAN设备（如无线LAN设备）无法以高精度同步时钟。换句话说，有必要假设时间指向每个终端时钟的时间在原则上是不同的。使用无线电信号的距离测量可以通过将传输和接收帧的时间乘以光速来计算，但这假定时钟在收发器之间同步。但是，终端上的时钟通常与真实时间相比有偏见。此外，测量误差在测量时间时发生，并且表示时间的数据格式的能力有限，从而导致量化错误。在这种背景下，今年，我们设计了用于FTM的测量时间模型，并使用数值计算模拟进行了定量评估。在FTM中，当可以假定短时间的波动足够小时，每个端子的不同偏置错误被抵消，从而导致不需要考虑时钟偏置错误的定位方法的发展。