Szinkronizáló és nagy pontosságú időbélyegező egység TDOA alapú rendszerekhez

A XXI. században már megszokott és kényelmes szolgáltatás a műholdas navigáció, amivel pontosan tájékozódhatunk a Föld bármely pontján. Vannak viszont olyan helyzetek, amikor egy épületen belül lenne szükség navigációra, de ez a műholdas navigációs rendszer működéséből adódóan nem lehetséges. Szükségünk van tehát egy olyan beltéri lokalizációs rendszerre, amivel ez a probléma kiküszöbölhető. Erre több megoldás is született az elmúlt időben, ezek egyike a Jelterjedési Időkülönbség (TDOA, Time Difference Of Arrival) alapú helymeghatározási módszer. A módszer lényege az, hogy a felhasználói készüléktől érkező jeleket a beltéri (jelen esetben WiFi) hálózatban több vevő gyűjti be egyidejűleg és ezeket egy-egy időbélyeggel ellátva küldik a feldolgozónak, ami az időbélyegek különbségeiből számolja ki a felhasználó pontos helyzetét. A pontos helymeghatározás érdekében tudnunk kell a jelek nagyon pontos beérkezési idejét, ezért egy nagyon kis felbontású, nanoszekundum pontosságú időbélyegező szükséges. A nagy pontosságú időbélyegek használatát indokolja még, hogy beltérben a közel fénysebességgel haladó rádió jelek pár nanoszekundum alatt több métert is meg tesznek.

A dolgozatomban egy olyan FGPA alapú hardvert mutatnék be, amely képes a rádiós interfészen bejövő csomagok vételére és nagy pontosságú időbélyegezésére. Ehhez három fontos feladatot kell megvalósítania. Egyrészt az eszköznek meg kell oldania a vevő szinkronizációt, ami a szoftverrádió (SDR) által vett jelek fázis demodulációjához szükséges. Ezután el kell végeznie a jelek dekódolását, és meg kell állapítania a kapott csomagok nagyon pontos beérkezési idejét. Végül az időbélyeggel ellátott csomagokat továbbítani kell a központi feldolgozó egységnek.

A dolgozat végén funkcionális tesztekkel bemutatnám, hogy a megvalósított rendszer eleget tesz a követelményeknek. Nem csak a vett jelek visszaállítására képes, hanem a beérkező csomagok nanoszekundum felbontású időbélyegezését is megoldja, ezzel egy megfelelő alapot nyújtva a TDOA alapú beltéri lokalizációhoz.

szerző

• 
  Németh Péter
  villamosmérnöki
  nappali

konzulens

• 
  Moldován István
  óraadó, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

helyezés