Ime strani: ARRSProjekti / 2016 / Napredne tehnike sledenja žarkom za karakterizacijo radijskega okolja in radijsko lokalizacijo

Napredne tehnike sledenja žarkom za karakterizacijo radijskega okolja in radijsko lokalizacijo


Nazaj na seznam za leto 2016


Oznaka in naziv projekta

L2-7664 - Napredne tehnike sledenja žarkom za karakterizacijo radijskega okolja in radijsko lokalizacijo
L2-7664 - Advanced Ray-Tracing Techniques in Radio Environment Characterization and Radio Localization

Logotipi ARRS in drugih financerjev

© Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

© XLAB

Projektna skupina

Vodja projekta: prof. dr. Mihael Mohorčič (15087), IJS

Projektni partnerji

Institut "Jožef Stefan", Odsek za komunikacijske sisteme (0106-004)

Alanta, storitve informacijskih tehnologij, d.o.o. (3057)

XLAB razvoj programske opreme in svetovanje d.o.o. (2012)

Vsebinski opis projekta

Brezžična omrežja naslednje generacije se bodo za zagotavljanje bistveno višjih prenosnih kapacitet ob manjši porabi energije in bolj učinkoviti rabi radijskih virov morala natančno in v realnem času zavedati radijskega okolja, v katerem bodo obratovala in se mu prilagajala. V ta namen je projekt osredotočen na obravnavo metode sledenja radijskim žarkom z vidika optimizacije algoritmov za učinkovito karakterizacijo dinamičnih radijskih okolij. V metodo vpeljujemo nove koncepte, kot sta cevovodna arhitektura procesiranja in diskretizacija z rasterizacijo, z namenom pospešitve izvajanja algoritmov v bližino interaktivnih hitrosti. Cevovodne arhitekture so uveljavljen način pospeševanja v računalniški grafiki, ki je prilagojen strojnim arhitekturam z visoko stopnjo vzporednega izvajanja. Cilj projekta je prilagoditev cevovodnih arhitektur na telekomunikacijski problem. Z diskretizacijo s pomočjo rasterizacije pa želimo izkoristiti prostorsko koherentnost radijskih valov in prilagoditi uveljavljeno metodo slik za izvajanje na grafičnih pospeševalnikih.

Karakterizacija radijskega okolja je računsko zelo zahtevna naloga in zahteva učinkovito implementacijo predlaganih algoritmov na večjedrnih platformah in kot storitev v oblaku. Takšna implementacija bo omogočila uporabo natančnejše deterministične karakterizacije radijskega okolja v telekomunikacijskih problemih, preko storitve v oblaku pa bo izračun radijskega okolja dostopen širokemu krogu potencialnih uporabnikov, od razvijalcev različnih spletnih in mobilnih aplikacij do načrtovalcev brezžičnih omrežij in omrežnih operaterjev.

Kot primer uporabe karakterizacije dinamičnega radijskega okolja smo v projektu izbrali problem radijske lokalizacije brezžičnih naprav znotraj stavb. Poudarek preučevanja je na izboljšanju natančnosti izračuna pozicije s podporo karakterizacije radijskega okolja v heterogenih komunikacijskih sistemih. Poznavanje natančne lokacije brezžičnih naprav namreč pridobiva na pomenu ne le za aplikacije končnih uporabnikov ampak tudi za optimizacijo delovanja omrežja in izkoristka radijskih virov.

Delovni sklopi projekta

Projekt sestavljajo trije vsebinski sklopi (S) s pripadajočomi aktivnostmi (A):

S1 - Novi koncepti algoritmov za sledenje radijskim žarkom

  • A1.1 - Analiza zadnjih dosežkov na področju deterministične karakterizacije radijskega okolja
  • A1.2 - Primernost grafičnih cevovodov za radijsko sledenje žarkom
  • A1.3 - Pospešitev slednja žarkom z diskretizacijo problema in izkoriščanjem lokalne prostorske koherentnosti elektromagnetnega valovanja

S2 - Učinkovita implementacija algoritmov na večjedrnih platformah in kot storitev v oblaku ter integracija v vizualizacijsko okolje

  • A2.1 - Izbira primerne vzporedne računalniške arhitekture za implementacijo izbranih algoritmov
  • A2.2 - Definicija in postavitev testnega in produkcijskega okolja storitev v oblaku
  • A2.3 - Zasnova uporabniškega vmesnika in vmesnika oddaljenih klicev procedur
  • A2.4 - Implementacija in testiranje razvitih algoritmov

S3 - Lokalizacija brezžičnih naprav v dinamičnem heterogenem radijskem okolju

  • A3.1 - Analiza stanja na področju lokalizacije senzorskih vozlišč
  • A3.2 - Izboljšava izbranih postopkov lokalizacije senzorskih vozlišč z vključevanjem predikcije
  • A3.3 - Integracija izbranih rešitev z algoritmi sklopa S1 in uporabo storitev sklopa S2
  • A3.4 - Izvedba demonstracije lokalizacije v eksperimentalnem senzorskem omrežju LOG-a-TEC

Faze projekta

  1. Faza 1.3.2016 – 28.2.2017
  2. Faza 1.3.2017 – 28.2.2018
  3. Faza 1.3.2018 – 28.2.2019

Bibliografske reference

  • NOVAK, Roman. Discrete method of images for 3D radio propagation modelling. 3D research, ISSN 2092-6731, 2016, vol. 7, no. 3, str. 26-1-26-12, doi: 10.1007/s13319-016-0102-y [COBISS.SI-ID 29665319] pdf

  • BREGAR, Klemen, HROVAT, Andrej, MOHORČIČ, Mihael. NLOS channel detection with multilayer perceptron in low - rate personal area networks for indoor localization accuracy improvement. V: PAVLIN, Majda (ur.), et al. Zbornik : 1. del, Mednarodna podiplomska šola Jožefa Stefana, 2016, str. 130-139 [COBISS.SI-ID 29537575] pdf

  • NOVAK, Roman. Double refraction modelling for accurate visibility trees in the method of images. WSEAS transactions on communications, ISSN 1109-2742, 2017, vol. 17, str. 43-49. [COBISS.SI-ID 30271015] pdf

  • HROVAT, Andrej, MOHORČIČ, Mihael, NOVAK, Roman, JAVORNIK, Tomaž. Radijska lokalizacija v notranjih okoljih: pregled pristopov, Elektrotehniški vestnik online, ISSN 2232-3236, 2017, vol. 84, no. 4, str. 155-166. [COBISS.SI-ID 30913063] pdf

  • BREGAR, Klemen, MOHORČIČ, Mihael. Improving indoor localization using convolutional neural networks on computationally restricted devices. IEEE access, ISSN 2169-3536, 2018, vol. 6, str. 17429-17441, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2817800 (http://dx.doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2817800). [COBISS.SI-ID 31291943]

  • BREGAR, Klemen, NOVAK Roman, MOHORČIČ, Mihael. Combining measurements and simulations for evaluation of tracking algorithms, Proceedings of the 27th European Conference on Networks and Communications, EuCNC, 18-21 junij 2018, Ljubljana Slovenija, str. 339-344.
  • NOVAK, Roman. Deterministic radio propagation modelling state-of-the-art as of 2016, (IJS delovno poročilo, 12268). 2017. [COBISS.SI-ID 30179879] pdf

  • ČUČEK, Vito, ŠTERK, Marjan, HERMAN, Matic, PIPAN, Gregor. Arhitektura in izbor programske ter strojne opreme za poganjanje ray-tracing algoritmov : tehnično poročilo. Ljubljana: Xlab, 2017. [COBISS.SI-ID 30331431] pdf

  • JAVORNIK, Tomaž, HROVAT, Andrej, OZIMEK, Igor, NOVAK, Roman, MOHORČIČ, Mihael. Localization toolbox : user manual : version 1.0, (IJS delovno poročilo, 12298). 2017. [COBISS.SI-ID 30331175] pdf

  • OZIMEK, Igor. Reduction of diffraction edges in RTX, (IJS delovno poročilo, 12505). 2018. [COBISS.SI-ID 31280167] pdf

  • NOVAK, Roman. Cloud-based radio frequency ray tracer: XML application Interface v3.0, (IJS delovno poročilo, 12586). 2018. [COBISS.SI-ID 31510055] pdf

  • ČUČEK, Vito, ŠTERK, Marjan, HERMAN, Matic, PIPAN, Gregor. Dokumentacija ART sistema, navodila za uporabo : rev. 1.2 : tehnično poročilo, (ARRS-ART). Ljubljana: XLAB, 2018. 27 str., graf. prikazi. [COBISS.SI-ID 31510311] pdf


Nazaj na seznam projektov po letih