Fundamentos
Wi-Fi RTT explicado sen xerga
Que é medir o tempo de ida e volta dun sinal, en que se diferencia de medir potencia e por que iso decide se un sistema de localización serve ou non.
Se che presentaron un sistema de localización en interiores, é probable que nalgún momento aparecese a sigla RTT ou FTM e que ninguén se parase a explicala. Este artigo explícaa, e explica tamén por que a diferenza entre as dúas formas de medir con Wi-Fi non é un detalle técnico, senón a que decide se un despregamento funciona ou queda en piloto eterno.
Dúas maneiras de estimar unha distancia
Para saber a que distancia estás dun punto de acceso Wi-Fi só hai dous camiños: mirar canto sinal che chega, ou mirar canto tarda en chegarche.
Camiño un: a potencia (RSSI)
É o método clásico, e o máis intuitivo. Un sinal de radio debilítase coa distancia seguindo unha lei coñecida. Se sabes con que potencia se emitiu e mides con que potencia chega, podes despexar a distancia.
Nunha habitación baleira funciona. No mundo real, non tanto, porque a potencia recibida depende de bastantes cousas máis:
- O modelo de teléfono. Cada aparello ten a súa antena, a súa carcasa e a súa calibración. Dous móbiles distintos no mesmo punto reportan potencias diferentes.
- Como se suxeita. Unha man tapando a antena atenúa varios decibelios. Un teléfono no peto interior dunha chaqueta, máis.
- A xente arredor. O corpo humano é en boa medida auga, e a auga absorbe a 2,4 e 5 GHz. Un andén cheo atenúa máis ca un andén baleiro.
- Os rebotes. O sinal reflectido suma ou resta ao directo segundo a fase, o que produce variacións de varios decibelios ao moverse uns poucos centímetros.
Para compensar todo isto hai unha técnica: o fingerprinting. Consiste en percorrer o recinto enteiro, punto por punto, anotando que potencias se reciben de cada punto de acceso, e construír con iso un mapa de radio. Despois, cando un dispositivo reporta as súas lecturas, búscase cal dos puntos do mapa se lle parece máis.
Funciona mellor que a estimación pura, pero arrastra dous problemas de fondo. O primeiro é que o mapa hai que levantalo a pé, para cada recinto. O segundo, peor: caduca. Móvese un punto de acceso, cámbiase de sitio unha máquina expendedora, instálase un panel publicitario metálico, e o mapa deixa de valer para esa zona.
Os erros típicos con este método cóntanse en decenas de metros. Nunha estación, iso non distingue a planta.
Camiño dous: o tempo (RTT/FTM)
Aquí cámbiase a pregunta. En lugar de «canto sinal chega», mídese «canto tarda en ir e volver».
O mecanismo, na súa forma máis simple: o terminal envía unha trama ao punto de acceso e anota o instante exacto de saída. O punto de acceso recíbea, anota cando, responde e anota cando respondeu. O terminal recibe a resposta e anota a chegada. Con eses catro instantes calcúlase o tempo de voo descontando o que o punto de acceso tardou en procesar.
Iso é o Round-Trip Time, e o protocolo que o estandariza chámase FTM, Fine Timing Measurement, incorporado ao estándar IEEE 802.11mc en 2016. Na práctica non se fai unha soa medida senón unha rafaga, e promédiase.
A cifra que se manexa é delicada: a luz percorre uns 30 centímetros nun nanosegundo. Para que o erro de distancia se manteña na orde do metro, a cronometraxe ten que ser boa na orde de poucos nanosegundos. Iso esixe que o chip o soporte en hardware, e por iso non vale calquera punto de acceso nin calquera teléfono.
Que cambia isto na práctica
| RSSI (potencia) | RTT / FTM (tempo) | |
|---|---|---|
| Que mide | Canto sinal chega | Canto tarda en chegar |
| Depende do modelo de terminal | Moito | Pouco |
| Aféctalle a xente arredor | Si, de forma notable | Bastante menos |
| Necesita levantar un mapa de radio | Si, e hai que mantelo | Non |
| Sobrevive a que movan un AP | Non | Si, reconfigurando a súa posición |
| Erro típico citado | Decenas de metros | 1-2 m con liña de visión |
A fila que máis pesa nun despregamento real é a penúltima. Un sistema que hai que recalibrar cada vez que a instalación cambia acaba abandonado; un que só necesita saber onde está cada punto de acceso, non.
O requisito que hai que comprobar antes de nada
Todo o anterior ten unha condición: o punto de acceso ten que soportar FTM e telo activado, e o terminal ten que ser capaz de usalo.
No lado do terminal, Android expón a capacidade de forma nativa desde Android 9, con soporte máis amplo desde Android 10. A maioría do parque corporativo mercado desde 2019 cumpre, pero non todos os chipsets se comportan igual, así que a matriz de terminais homologados péchase probando, non lendo follas de características.
No lado da rede, a maioría de puntos de acceso 802.11ac e 802.11ax de gama profesional sopórtano, pero vén desactivado de fábrica. Hai que habilitalo desde a controladora.
Por iso, en calquera proxecto deste tipo, a primeira pregunta non é de precisión nin de prezo. É: cantos dos teus puntos de acceso poden activar FTM? É o que determina que estacións entran e cales non, e contestala é cuestión dun inventario, non dun piloto.
O que RTT non resolve por si só
Convén dicilo, porque hai quen vende a medida crúa coma se fose o sistema completo.
Medir tempo de voo resolve o problema de que a potencia sexa pouco fiable. Non resolve o problema de que o sinal non viaxe en liña recta. Cando entre o terminal e o punto de acceso hai unha columna, un tren parado ou unha curva, o sinal chega rebotado: percorreu máis camiño, a medida de tempo sae maior e o sistema cre que estás máis lonxe.
Ese erro é nesgado. Non se compensa facendo a media, porque sempre empurra na mesma dirección. E nun andén, con superficies metálicas e paredes paralelas, é a norma máis ca a excepción.
Un sistema utilizable neste contorno necesita tres cousas por riba da medida:
- Detección das medidas rebotadas, para que perdan peso en lugar de contaminar o resultado.
- Un filtro con memoria, que arrastre o estado anterior e non permita saltos imposibles.
- O plano do recinto, que descarta as posicións que caerían dentro dun muro ou ao outro lado da vía.
Das tres, a que máis erro quita é a terceira, e é tamén a máis barata: a información xa existe, só hai que metela no estimador.
E o que vén: 802.11az
En 2022 publicouse IEEE 802.11az, a evolución de todo isto, coñecida como Next-Generation Positioning. Sobe a taxa de medición, aproveita máis largura de banda e xestiona mellor a ambigüidade, con precisións submétricas en escenarios favorables. Android expono en dispositivos compatibles a partir de Android 15.
O relevante para quen decide hoxe é que non obriga a redeseñar nada. Un motor de fusión ben construído trata a medida de rango como unha entrada coa súa incerteza asociada, e dálle igual se vén de 802.11mc ou de 802.11az. A medida que o parque de terminais se renove, a precisión mellora soa.
Para seguir lendo
- Por que o GPS non funciona baixo terra
- Localización indoor con Wi-Fi RTT, a explicación técnica completa
- Que fai falta de verdade para un despregamento