Plug-in localization system using multiple commercial-off-the-shelf software defined receivers

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02143
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: MITSUGI Jin 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 教授 (40383921)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 到来方向推定 / ソフトウェア無線 / 位相補償 / マルチパス

Outline of Final Research Achievements

The objective of this research is to realize an array antenna by combining multiple commertial off-the-shelf software defined radio equipments. The important problem of phase ambiguity is solved by our pantented technology called monopulse switching. Core research topics are 1. the compensation of communication jitter between SDR devices and host PC, 2. combining multiple SDR devices, and 3. Synchronized monopulse switching with communication protocol. The communication jitter problem was solve by concatenating individial carrier recovery circuit and correlator using overlapped ringbuffer. An antenna switch circuit comprises unit 2x2 monopulse switch circuits was invented. The synchronized monopulse switching is demonstrated with UHF RFID communication protocol to realize simultaneous inventory and AoA detection.

Free Research Field

無線通信、計算工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アレイアンテナを構成するためには、RF伝送路の位相を信号処理部で合致させる必要があるため、通常は単一のPLLを用い、クロックと位相が同期した信号をそれぞれの要素アンテナに提供する必要がある。このためどうしても用途限定で、製造コストが高くなってしまう問題が回避できない。市販SDR装置を複数組み合わせてアレイアンテナを構成し、たとえば方向検知などが実現できれば、用途や時期に合わせてアンテナ数を増やしたり減らしたりできるため便利であり、受信限定の安価なデバイスとPCによる信号処理を組み合わせれば、コスト・価格的にも有利である。こうした構成を実現する本研究の意義は大きい。