Ubicación de dispositivos móviles en ambientes interiores por medio de análisis de radiación de redes WiFi y deformaciones de campo magnético

Locating mobile devices in indoor environments by analysis of WiFi network radiation and magnetic field distortions

La localización dentro de ambientes de interiores basada en dispositivos móviles modernos es un área actual de investigación, dado que constituye una fuente de información indispensable para el desarrollo de servicios según el contexto local del usuario. Es importante el estudio de las diferentes variables que permiten obtener información captable por teléfonos inteligentes sobre el entorno espacial del usuario, así como las fuentes de errores de esas informaciones y la forma de mitigarlos. Este trabajo presenta un modelo de uso de la radiación de las redes WiFi y la deformación del campo magnético terrestre en estructuras cerradas en interiores como fuente de información del contexto de la ubicación de un dispositivo móvil, donde todas las labores de captura, procesamiento y análisis de datos sean hechas por un teléfono inteligente, sin la necesidad de asistencia externa y con la posibilidad futura de crear un sistema de navegación autónoma en interiores. Se demuestra cómo las huellas de campos magnéticos, debido a perturbaciones del campo magnético terrestre en interiores, constituyen una fuente de rápido análisis para dispositivos móviles pero disminuyen la exactitud lograda por análisis más complejos basados exclusivamente en la radiación de redes WiFi.

INTRODUCCIÓN

Analizar cómo se radian las redes WiFi para determinar la ubicación de un dispositivo, y predecir sus movimientos ha sido uno de los principales enfoques de trabajos anteriores sobre localización en interiores, dada la masificación de las redes WiFi y a la facilidad de encontrar dispositivos clientes con tarjetas WiFi. Existen tres técnicas para determinar la ubicación de un usuario: el ángulo en que la señal llega (DOA) para estimar la localización relativa de un dispositivo respecto al otro, el tiempo en que la señal llega (TOA) con la que se puede estimar el tiempo que tomó en propagarse la señal y así estimar la distancia que separa un dispositivo y otro y, finalmente, la potencia con la que la señal es recibida (RSSI) que puede servir para estimar la distancia que separa dos dispositivos, o las características de propagación de la radiofrecuencia en un espacio 1. Aunque el enfoque de uso de redes WiFi ha imperado en las investigaciones anteriores se ha evidenciado la necesidad de incluir nuevas variables que refuercen el proceso de localización en interiores; variables como sensores de orientación, aplicaciones de radio-frecuencia, aplicaciones ópticas, etc.

El artículo inicialmente presenta los referentes de investigación sobre las técnicas de localización de dispositivos electrónicos en interiores. Luego, se aborda la temática central en la que se parte de un método de localización por radiación de redes WiFi y se plantea un nuevo modelo que vincula el estudio de las variaciones del campo magnético en interiores, para tener alternativas en el procesamiento de datos.