دستگاه یافتن موقعیت منبع انتشار سیگنال در شبكه بی سیم بدون نیاز به مدل انتشار سیگنال

خلاصه اختراع :

فناوری شبكه‌های بی سیم محلی از نوع تجاری كه با نام شبكه‌های WiFi شناخته می‌شوند به دلیل در دسترس بودن و ارزان بودن محبوبیت فراوانی یافته‌اند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. بر مبنای این فناوری روشهای مختلفی برای مكانیابی كاربران این شبكه ها ارائه شده است. استفاده از بسیاری از این روشها مستلزم در اختیار داشتن پارامتر «موقعیت نقاط دسترسی شبكه» است. روش پیشنهادی ما موقعیت نقاط دسترسی در شبكه را می‌یابد. دانستن موقعیت نقاط دسترسی شبكه بی سیم كاربردهای دیگری نیز دارد. مثلاً برای مدیر شبكه آگاهی یافتن از موقعیت نقاط دسترسی در شبكه (كه می‌تواند به عنوان یك گام ابتدایی برای اجرای الگوریتمهای مكانیابی افراد/اجسام متحرك در نظر گرفته شود)، شناسایی نقاط دسترسی كه بدون هماهنگی وارد شبكه شده‌اند و شناسایی نقاطی با آنتن دهی و كیفیت سیگنال مطلوب و نامطلوب از جمله كاربردهای استفاده از این روش است. كاربران شبكه نیز می‌توانند از این روش برای شناسایی نقاطی با آنتن دهی و كیفیت سیگنال مطلوب استفاده كنند. روش ارائه شده از پارامتر شدت سیگنال دریافت شده (RSS) از منبع انتشار سیگنال و همچنین از موقعیت نسبی نقاط اندازه‌گیری شدت سیگنال برای یافتن موقعیت نقطۀ دسترسی (منبع انتشار سیگنال) استفاده می‌كند. با توجه به استاندارد شبكۀ WiFi، هر نقطۀ دسترسی با یك شمارۀ انحصاری (MAC Address) مشخص می‌شود. هر نقطۀ دسترسی به محض روشن شدن، صرف نظر از اینكه عمل انتقال داده را انجام دهد یا نه به طور خودكار اطلاعاتی را در محیط پیرامون خود منتشر می‌كند. این اطلاعات شامل MAC Address، شناسۀ SSID، فركانس كاری و غیره است. در سمت گیرنده، صرف نظر از اینكه گیرنده به نقطۀ دسترسی مورد نظر متصل شده باشد یا نه این اطلاعات قابل دریافت است. همچنین علاوه بر این اطلاعات، شدت سیگنال دریافت شده از نقطۀ دسترسی نیز قابل مشاهده است. شدت سیگنال دریافت شده از نقطۀ دسترسی با تغییر موقعیت گیرنده تغییر می‌كند. به طور كلی هر چه فاصلۀ گیرنده از نقطۀ دسترسی بیشتر باشد RSS كمتر می‌شود. برای نشان دادن رابطه‌ای میان فاصله و RSS معمولاً از یك تابع یكنوا استفاده می‌شود. با داشتن مدل و یكی از پارامترهای فاصله یا RSS، پارامتر دیگر به دست می‌آید. مشكل بزرگ استفاده از این مدلها، وابستگی شدید آن‌ها به محیط پیرامون است. در محیطهایی كه موانع و دیوارهایی در آن وجود دارد و به طور كلی در داخل ساختمان نمی‌توان از این مدلها استفاده كرد چرا كه دارای خطای بسیار زیادی هستند. یك راه حل برای كاهش خطا، استفاده از مدلهای چند جمله‌ای، افزایش مرتبه مدل و پیچیده‌تر شدن آن است كه می‌تواند منجر به غیر یكنوا شدن مدل شود كه این امر به نوبۀ خود استفاده از مدل را برای مكانیابی بسیار دشوار می‌كند. ضمن اینكه باید توجه داشت كه مدل به دست آمده تنها تحت شرایط خاصی قابل استفاده است و در صورتی كه نقطۀ دسترسی یا محیط عوض شوند، مدل به دست آمده دیگر قابل استفاده نخواهد بود. روش پیشنهادی ما به گونه‌ای است كه نیاز به در اختیار داشتن مدلی برای یافتن ارتباط شدت سیگنال دریافتی با فاصله از نقطۀ دسترسی ندارد. این مسأله باعث می‌شود تا بتوان از این روش در هر محیطی و هر نوع نقطۀ دسترسی استفاده كرد. در روش پیشنهادی از این واقعیت استفاده می‌شود كه بیشترین شدت سیگنال دریافتی از منبع سیگنال، در محل منبع سیگنال دیده می‌شود. بنابراین می‌توان مسألۀ «یافتن موقعیت نقطۀ دسترسی در محیط» را یك مسألۀ «یافتن مختصات بیشینۀ مطلق در صفحه» در نظر گرفت. در این روش هدف آن است كه كاربر یا ربات جستجو كنندۀ نقطۀ دسترسی، محیط پیرامون خود را به طور مؤثری جستجو كند و به جای یك جستجوی تصادفی، روشی نظام مند برای یافتن هدف ارائه شود.