2019 Fiscal Year Annual Research Report
Plug-in localization system using multiple commercial-off-the-shelf software defined receivers
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19H02143
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
三次 仁 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 教授 (40383921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 友紀 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任助教 (80801802)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 方向検知 / ソフトウェア無線 / 位相角度 / 同期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ソフトウェア無線装置USRP 2952RとLabVIEW NXGを用いて、ISO/IEC18000-6cプロトコルの一部を実装し、RFIDタグの一斉読み取り（インベントリ）中にUSRP内のFPGAで外部DPDTスイッチを制御することで、アンテナと内部受信機の組み合わせを変化させ、その差を取ることで絶対位相差をキャンセルした位相角を求め、その和によって絶対位相差を複数RFIDに対して求める手法を設計し実装した。その結果インベントリプロトコルの進行に合わせてリアルタイムに複数のRFIDタグからのバックスキャッタが誤差３度以内で測定できることを明らかにした。プロトコルの高速処理部分はFPGAを用いており、ユーザシナリオに合わせて様々なコマンドの組み合わせが可能になっており、世界的にもトップレベルのソフトウエアRFIDリーダと自負している。ISO/IEC 18000-6cプロトコルの複信方式はTDDであり、モノパルススイッチによって位相測定する時刻が正確でないと、ダウンリンク（質問器からタグ方向）の位相角を測定してしまいかねない。このタイミングの問題を解決するために、ISO/IECプロトコルで定められている、Sessionを利用し、Dual Target インベントリ実行時に指定するTarget A, Target Bに合わせて位相角を測定するようにFPGAをプログラムし、正確にバックスキャッタの位相が測定できることを実験的に確認した。なお無線電波伝搬環境で実験を行うために、ソフトウェア無線装置は適切にデジタルフィルタを用いることに加えて、帯域外輻射やスプリアス輻射を抑圧する実装を行い、実験試験局免許も取得した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ISO/IEC18000-6Cのプロトコルをソフトウェア無線装置に実装するとともに、プロトコルの進捗に合わせて内部FPGAからDPDTスイッチを制御する実装を完成させた。本ソフトウェア無線装置は、フィルタ機能、処理性能において世界トップレベルのISO/IEC 18000-6c実装と自負している。この実装を用いて絶対位相差を3度以内に抑えた到来角推定ができることを実証した。結果は、RFID分野のトップ会議であるIEEE RFID2020に投稿し採択された。
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| Strategy for Future Research Activity |
到来方向検知のためには、受信機が２つでは原理的にマルチパスに対応できない。そこで、４つの受信器でのモノパルススイッチの実装と検証を行う。この際、４つの受信機を並列に処理することは不可能ではないが、高速ネットワークを必要とするなど実用に向かない部分もあるので、２つのモノパルススイッチと、測定結果を組み合わせ信号処理で絶対位相誤差を補償する方法についても検討する。
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Research Products
(1 results)
