Toegepaste Ingenieurs­wetenschappen

Doctoraatsverdediging Michiel Aernouts

Michiel Aernouts is doctor in de toegepaste ingenieurswetenschappen

De Faculteit Toegepaste Ingenieurswetenschappen heeft er sinds 31 januari een doctor bij. Michiel Aernouts (IDLabIW: elektronica-ICT) verdedigde zijn thesis getiteld ‘Localization with Low Power Wide Area Networks', met professor Maarten Weyn en doctor Rafael Berkvens als promotoren.

We kunnen ons nog amper een wereld zonder lokalisatie voorstellen. Reizen naar een plaats waar je nog nooit bent geweest, de beste restaurants in de buurt vinden, de huidige locatie achterhalen van dat pakketje waar je al drie weken op wacht; het kan allemaal met slechts een paar klikken. Vaak krijg je deze informatie via een Global Navigation Satellite System (GNSS), zoals Global Positioning System (GPS) of Galileo. Deze systemen zijn alomtegenwoordig in onze dagelijkse toestellen zoals smartphones, smartwatches en auto’s.

De vraag naar locatie-informatie neemt ook snel toe in het zogenaamde Internet of Things (IoT). Het doel van IoT is om allerlei dagdagelijkse objecten met elkaar te verbinden, gaande van sensoren op mobiele containers tot vuilnisbakken in een stad. Low Power Wide Area Networks (LPWANs) spelen een zeer belangrijke rol bij de communicatie van de metingen van zulke objecten naar een eindgebruiker, aangezien een LPWAN vaak verantwoordelijk is voor de draadloze verbinding tussen deze objecten. Een gebruiker wil uiteraard ook weten waar zijn objecten zich bevinden om de ontvangen metingen te kunnen interpreteren, vandaar de behoefte aan lokalisatie in het IoT.

Een belangrijke beperking voor communicatie- en lokalisatieoplossingen is dat ze zo energie-efficiënt mogelijk moeten zijn, omdat IoT-toestellen meestal meerdere jaren moeten werken op kleine batterijen. Dit werpt de vraag op of het toevoegen van GNSS-hardware aan een IoT-toestel de beste oplossing is om locatie-informatie voor dat toestel te verkrijgen. Een alternatieve lokalisatie-oplossing kan worden gevonden in de draadloze LPWAN-communicatielink die in vele gevallen sowieso aanwezig is op een IoT-toestel. Signaalkenmerken zoals de ontvangen signaalsterkte (RSS) of tijdsmetingen maken GNSS-loze lokalisatiemethodes mogelijk.

Er is echter onderzoek nodig om inzicht te krijgen in de nauwkeurigheid van deze methoden wanneer ze worden toegepast op een LPWAN. Met dit inzicht zullen ontwikkelaars in staat zijn om een weloverwogen keuze te maken tussen GNSS en GNSS-loze lokalisatie voor hun eigen IoT-toepassingen.

In zijn thesis licht dr. Aernouts uitgebreid toe hoe een ontwikkelaar best kan kiezen tussen GNSS en GNSS-loze lokalisatie, rekening houdend met een hele reeks aan technologische beperkingen, applicatievereisten en batterijlevensduur en de dynamischer vereisten van IoT-toestellen die zich tussen verschillende omgevingen verplaatsen.