WiFi RTT for Indoor Localization using Google WiFi and Google Pixel 3a

Abstract

Som følge av introduksjonen av den såkalte Fine Timing Measurement (FTM) protokollen i IEEE 802.11 har WiFi nå en standardisert måte å estimere distansen mellom en trådløs basestasjon og en nettverksklient. Denne protokollen har en påstått nøyaktighet på 1 meter. Selv om tidligere forskning på innendørs posisjonering har oppnådd både denne nøyaktigheten og bedre, har den vidstrakte bruken av WiFi potensiale til å gjøre posisjonering betydelig enklere.

Tidligere studier har funnet varierende bevis for påstanden om 1 meters nøyaktighet. Denne oppgaven bruker en Google Pixel 3a smarttelefon sammen med 3 Google WiFi basestasjoner for å forsøke å verifisere nøyaktigheten. Dette gjøres ved hjelp av fastmerkenettverket som finnes inne i bygningen til Institutt for Bygg og Miljøteknikk (IBM). Den presenterer også vesentlig bakgrunnsinformasjon på tidligere studier om inndendørsposisjonering.

Oppgaven klarer ikke å finne gode bevis for påstanden om 1 meters nøyaktighet. Ved estimering av distanse er den observerte feilen på opp til 6 meter i 90% av tilfellene, med en median på 2 meter. Resultatene for posisjonering er 10,8 meter feil i 90% av tilfellene, med en median 6,7 meter.

With the introduction of Fine Timing Measurement (FTM) protocol in IEEE 802.11, WiFi now has a standardized way of estimating distance between an Access Point (AP) and a client device that should provide 1 meter accuracy. While previous research into indoor localization has achieved this accuracy and beyond, the ubiquity of WiFi could significantly reduce the friction to indoor positioning.

Previous studies have found varying evidence for the 1 meter accuracy claim. This thesis uses a Google Pixel 3a smartphone and 3 Google WiFi APs to attempt to verify the accuracy using the network of indoor control points in the building of the Department of Civil and Environmental Engineering. It also provides substantial background on previous work on indoor positioning.

The study does not find compelling evidence for the 1 meter accuracy claim using the minimal setup described. Median ranging accuracy is 2 meters, with 90th percentile of 6 meters. The localization error is 6.7 meters median, and 90th percentile of 10.8