Científicos de la UPM y la UC3M desarrollan un router de alta precisión
26/02/24
Un equipo de investigadores de dos universidades madrileñas –Politécnica (UPM) y Carlos III (UC3M)− ha desarrollado un prototipo de router con una alta precisión de posicionamiento que permite conocer la localización exacta de un móvil.
Es bien conocido que la policía es capaz de localizar a una persona averiguando a qué antena está conectado su móvil. En concreto, usando tres antenas se puede saber la posición de un móvil. Esta técnica es conocida como triangulación y es utilizada desde hace años por la tecnología GPS que todos tenemos en nuestros móviles. El principal inconveniente de la triangulación, es que necesita tener tres antenas para encontrar al móvil en cuestión.
Tu próximo router sabrá dónde te sientas
Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) llevan tiempo intentando encontrar la posición de un móvil con una sola estación. En base a una nueva tecnología (llamada 802.11az), que ofrece capacidades de ubicación más refinadas y precisas, han desarrollado un prototipo de router que utiliza dos dispositivos WiFi y un algoritmo de posicionamiento.
El prototipo es capaz de averiguar la localización de un móvil a 7 metros con errores de menos de unos 3 centímetros. Además, es capaz de usar el rebote de la señal WiFi con una pared para que la estación (o punto de acceso, o router) encuentre al móvil.
Sería ideal poder localizar un móvil utilizando una sola estación, según los investigadores. Pero para evitar tener que usar la triangulación es necesario que la señal de la antena pueda apuntar muy bien al móvil al que busca. Y la única manera de conseguir apuntar muy bien es utilizando antenas con altas directividades operando en altas frecuencias. Precisamente las tecnologías como el 5G/WiFi-7 pueden usar frecuencias superiores a 20GHz que permiten que la antena apunte muy bien al móvil. Además, las altas frecuencias ayudan a conocer con mayor precisión en qué instante llegó la señal. Todo esto hace que las redes inalámbricas a altas frecuencias sean las perfectas candidatas para localizar al móvil con una sola antena.
Izquierda: prototipo de routers con localización. Ambos routers usan una rejilla de pequeñas antenas emitiendo a altas frecuencias. Derecha: experimento de localización usando los prototipos. El router a la izquierda es capaz de obtener las coordenadas del de la derecha. Autor: Pablo Picazo Martínez.
A raíz de un estudio que comenzó gracias a los fondos COVID de la Comunidad de Madrid para saber, usando WiFi, por dónde se había movido un ciudadano con COVID, el equipo de investigadores de la UPM y la UC3M pusieron en marcha un trabajo para encontrar la posición de un móvil con una sola estación. Así, se toparon con la tecnología 802.11az conocida como posicionamiento de próxima generación que, entre otras cosas, especifica un nuevo método de localización de un móvil. “Es decir, esta mejora de WiFi está pensada para que tu router sepa con mayor precisión dónde estás”, comentan los investigadores. “El funcionamiento es sencillo: la antena de 60GHz gira hasta que te localiza de frente y después inicia una medición. Durante la medición, el router envía varios mensajes a los que el móvil responde. Cada uno de estos mensajes incluye el instante en que ha sido enviado, de modo que el router es capaz de conocer el tiempo que la señal pasa en el aire y averigua la distancia a la que estás. Cuanto más lejos estés, la señal pasará más tiempo en el aire”, continúan.
Cuando los investigadores de la de la UPM y la UC3M empezaron a trabajar con 802.11az, la mejora era aún un borrador pendiente de aprobación por la comunidad internacional. Es decir, los fabricantes de routers no tenían entre sus planes incorporar la mejora 802.11az. Sin embargo, los estudiantes de doctorado Pablo Picazo Martínez y Carlos Barroso Fernández crearon un router prototipo, incorporando dicha mejora, que utiliza dos dispositivos WiFi cuyas antenas emiten a 60GHz (alta frecuencia) y un algoritmo de posicionamiento que han desarrollado.
“La precisión de nuestro prototipo demuestra que los próximos routers podrían encontrar la posición de un robot en una fábrica sin necesidad de una cámara ni sensores de movimiento, abaratando costes en fábricas”, señalan los investigadores “Además de saber con exactitud dónde estás sentado en tu casa”, concluyen.
Referencia bibliográfica: Pablo Picazo-Martínez, Carlos Barroso-Fernández, Jorge Martín-Pérez, Milan Groshev, Antonio de la Oliva. IEEE 802.11az Indoor Positioning with mmWave. IEEE Communications Magazine 2024. arXiv:2303.05996. https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.05996
https://oa.upm.es/76960/1/80211az-mmwv-positioning.pdf
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