Дослідження параметрів та особливостей реалізації технології оцінки відстані у системах ближнього радіозв'язку Bluetooth

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЧернов, Артем Сергійович
dc.contributor.authorГіріч, Софія Олександрівна
dc.date.accessioned2026-01-16T10:12:36Z
dc.date.available2026-01-16T10:12:36Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractМета роботи: дослідити та проаналізувати методи визначення відстані між пристроями на основі Bluetooth Low Energy (BLE), зокрема Channel Sounding (CS) у поєднанні з Phase-Based Ranging (PBR) та Round-Trip Time (RTT), шляхом математичного моделювання похибок у вимірюваннях. Предмет дослідження: моделювання систем бездротового зв’язку з оцінкою точності BLE Channel Sounding у різних фізичних режимах (LE1M і LE2M) в умовах шуму. У першому розділі розглянуто основи модуляції сигналів – амплітудної, частотної та фазової – як фундаментального інструменту передачі інформації в радіотехнічних системах. Другий розділ присвячений технологіям бездротового зв’язку, зокрема Wi-Fi та Bluetooth. Детально проаналізовано архітектуру Bluetooth LE, з акцентом на механізм Channel Sounding та методи оцінки відстані – PBR і RTT. У третьому розділі досліджено методи забезпечення надійності зв’язку, включаючи контроль помилок (HEC, CRC), усунення постійної складової, кодування з виправленням помилок (FEC) та використання ARQ. Практична частина містить моделювання фазового методу (PBR) і RTT-методу в середовищі з шумами (AWGN), а також порівняння їх точності. Показано, що режим LE2M забезпечує суттєво меншу середньоквадратичну помилку (MSE), ніж LE1M, за будь-яких рівнів Eb/No. Для Eb/No = 0 дБ точність LE2M перевищує LE1M у понад 12 разів, а при збільшенні Eb/No до 22 дБ похибка зменшується у 150–200 разів. Крім того, проведено короткий аналіз аналогічних методів на базі Wi-Fi, що показав вищу теоретичну точність, але нижчу енергоефективність порівняно з BLE. Ключові результати: підтверджено ефективність BLE Channel Sounding для оцінки відстані, особливо з використанням фазового методу на профілі LE2M, що дозволяє досягти похибки менше 0.1 м² при високих Eb/No.
dc.description.abstractotherObjective of the work: to investigate and analyze distance estimation methods between devices based on Bluetooth Low Energy (BLE), particularly using Channel Sounding (CS) combined with Phase-Based Ranging (PBR) and Round-Trip Time (RTT), through mathematical modeling of measurement errors. Subject of the study: modeling of wireless communication systems with an assessment of BLE Channel Sounding accuracy in different physical layer modes (LE1M and LE2M) under noisy conditions. The first section covers the fundamentals of signal modulation – amplitude, frequency, and phase – as essential tools for information transmission in radio systems. The second section focuses on wireless communication technologies, in particular Wi-Fi and Bluetooth. The architecture of Bluetooth LE is thoroughly analyzed, with special attention to the Channel Sounding mechanism and distance estimation methods – PBR and RTT. The third section explores methods of ensuring communication reliability, including error control (HEC, CRC), data whitening, forward error correction (FEC), and the use of ARQ. The practical section presents modeling of both phase-based (PBR) and RTT methods under additive white Gaussian noise (AWGN), followed by a comparison of their accuracy. It is shown that the LE2M mode yields significantly lower mean square error (MSE) than LE1M at all Eb/No levels. For Eb/No = 0 dB, LE2M provides over 12 times better accuracy than LE1M, and when Eb/No increases to 22 dB, the MSE decreases by a factor of 150–200. A brief analysis of similar Wi-Fi-based approaches is also presented, showing higher theoretical accuracy but lower energy efficiency compared to BLE. Key findings: the effectiveness of BLE Channel Sounding for distance estimation is confirmed, particularly using the phase-based method in LE2M mode, which allows achieving an error of less than 0.1 m² under high Eb/No conditions.
dc.format.extent58 с.
dc.identifier.citationГіріч, С. О. Дослідження параметрів та особливостей реалізації технології оцінки відстані у системах ближнього радіозв'язку Bluetooth : дипломна робота … бакалавра : 153 Мікро- та наносистемна техніка / Гіріч Софія Олександрівна. – Київ, 2025. – 58 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78185
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectBluetooth
dc.subjectфазовий метод
dc.subjectпозиціонування
dc.titleДослідження параметрів та особливостей реалізації технології оцінки відстані у системах ближнього радіозв'язку Bluetooth
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Hirich_bakalavr.pdf
Розмір:
2.45 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ЕІ)
Бакалаврські роботи