Wi-Fi Location: Qué es, cómo funciona y para qué sirve este estándar de geoposicionamiento en interiores con Wi-Fi

Escrito por Sergio De Luz
Seguridad
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Hoy en día la geolocalización para la navegación a través de nuestros smartphones, para compartir una determinada ubicación con nuestros amigos, o para hacer uso de diferentes aplicaciones, es fundamental. Sin embargo, la localización por GPS en interiores no funciona bien, por ese motivo existe Wi-Fi Location, el estándar de la Wi-Fi Alliance para el geoposicionamiento en interiores utilizando la conectividad Wi-Fi.

La geolocalización por GPS: Funciona bien en exteriores, pero no funciona en interiores

La mayoría de aplicaciones que necesitan de la ubicación del usuario, utilizan una combinación del sistema de geoposicionamiento global (GPS) y las redes móviles, esta combinación funciona muy bien en exteriores, donde la cobertura del GPS es excelente y por tanto nos permite posicionarnos rápidamente y de manera muy exacta.

Sin embargo, el GPS no funciona en interiores, y nos referimos a “interiores” no de un coche (porque en este caso sigue funcionando bien), sino interiores de edificios, grandes centros comerciales, tiendas etc. Aunque es cierto que nos posiciona en estos lugares (por las redes de telefonía móvil), no lo hace con exactitud y muchas veces el terminal móvil nos indica que la exactitud es de 1 kilómetro de distancia, muchísimo error si queremos visitar una determinada tienda y no sabemos dónde está.

Geoposicionamiento por Wi-Fi

Para solucionar el problema del geoposicionamiento en interiores, la Wi-Fi Alliance ha certificado el estándar Wi-Fi Location que nos va a permitir obtener datos de localización en interiores con una alta precisión. Utilizando las señales Wi-Fi existentes, vamos a poder mejorar la precisión de los datos de localización en centros comerciales, edificios etc. De esta forma, podremos enviar nuestra ubicación exacta sin necesidad de utilizar el GPS, ya que debemos recordar que en interiores no tenemos una buena cobertura, y que la exactitud de la posición se ve comprometida.

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Actualmente se utilizan varias tecnologías y técnicas para deducir la ubicación de los usuarios. El RSSI por ejemplo se puede utilizar, el RSSI indica la fuerza de la señal recibida por el dispositivo móvil, cuanto mayor fuerza más cerca está del punto de acceso Wi-Fi que le proporciona señal. Este es el método más sencillo pero no proporciona la mejor precisión, además, habría que instalar balizas por todo el centro comercial para poder tener mayor exactitud, por lo que el coste es alto.

Wi-Fi Location: ¿Qué es este estándar de la Wi-Fi Alliance?

Es un estándar de geolocalización utilizando las redes inalámbricas, funciona utiliza un enfoque de “tiempo de vuelo”, es decir, el tiempo que tarda un determinado dato en llegar hasta el dispositivo del cliente. Debemos tener en cuenta que para que esto funcione, cada punto de acceso debe estar configurado con una ubicación exacta, incluyendo las coordenadas geoespaciales (latitud, longitud y altitud) y también la dirección de la calle. Gracias a FTM (Fine Timing Measurement) podremos calcular la distancia y la posición exacta desde un dispositivo móvil a un punto de acceso. Esto permite tener una ubicación exacta de los dispositivos móviles, incluso aunque el centro comercial tenga varias plantas. Con Wi-Fi Location podremos utilizar los servicios de geolocalización en interiores, utilizando los puntos de acceso Wi-Fi que hay repartidos por todo el establecimiento.

Para conseguir la geoposición exacta en una superficie horizontal es necesario como mínimo 3 AP, y para hacerlo a nivel de 3D (imaginemos que queremos localizarnos dentro de un centro comercial de varias plantas) es necesario como mínimo 4 AP. Los puntos de acceso se comunicarán entre sí para compartir sus coordenadas, y permitir que el dispositivo pueda calcular la ubicación real.

Otro punto positivo de Wi-Fi Location, es que podremos proporcionar geoposicionamiento sin necesidad de cambiar la infraestructura de red ni introducir ningún tipo de baliza, por lo que el coste no aumentará. De cara a la seguridad de la información de geolocalización, Wi-Fi Location protege esta información utilizando Management Frame Protection, es decir, la protección de los paquetes de gestión que se intercambian, tal y como sucede actualmente si queremos activarlos en nuestro router. Una vez que el cliente se haya conectado a un determinado punto de acceso Wi-Fi, todo el intercambio de datos va cifrado con el estándar WPA2 y con la protección de paquetes activado. De esta manera, se mantiene la privacidad deseada, y una vez que se haya conectado, a través del smartphone podremos activar o no los servicios de ubicación.

Cómo funciona Wi-Fi Location técnicamente

La ubicación en interiores se realiza mediante la medición de la velocidad de las ondas de radio en lugar de la intensidad de la señal, ya que medir por el RSSI es bastante variable y limita la precisión. Las señales Wi-Fi viajan a través de aire a la velocidad de la luz, que es conocida, por tanto, el tiempo entre una transmisión que sale de una antena de un AP hasta llegar al dispositivo móvil se calcula fácilmente (Distancia = Velocidad de la luz * tiempo). Esto requiere medidas de tiempo muy precisas, del orden de nanosegundos, en la práctica se consiguen precisiones del orden de 1 metro ya que la luz viaja a unos 30 centímetros por nanosegundo.

Para determinar la posición exacta, es fundamental sincronizar el reloj de ambos dispositivos a nivel de nanosegundos, esto se hace mediante una medición de ida y vuelta. La medición real se produce cuando el AP envía un paquete Wi-Fi y marca su hora de salida, cuando el cliente recibe el paquete también marca la hora de llegada y calcula el tiempo que ha tardado para calcular la distancia.

El protocolo Wi-Fi Location también incorpora características como la posibilidad de realizar varias mediciones repetidas, ráfagas de mediciones e incluso mediciones periódicas para que si el cliente se mueve, seguir geoposicionando su ubicación.

¿La precisión siempre está garantizada o dependemos de varios factores?

Un detalle muy importante de Wi-Fi Location, es que dependemos de varias variables si queremos que la precisión de la medición sea perfecta. Lo primero es el ancho de banda del canal, si estamos en una red Wi-Fi muy colapsada y con mucho tráfico, los paquetes no viajarán todo lo rápido que pueden, e incluso podría haber interferencias y retransmisiones. Los AP que estén más libres, o que tengan mayor ancho de banda para los clientes, serán los que mejor información de posicionamiento proporcionen.

Otro aspecto muy importante es el problema del Multipath, es decir, si la señal Wi-Fi que recibimos es directa del AP o por el contrario la recibimos por otro camino (rebotes de señal por ejemplo). Esto es algo muy importante, aunque Wi-Fi Location está preparado para los posibles caminos de las señales, y descarta aquellos que utilizan caminos muy largos para llegar a su destino.

Por último, la configuración del AP es fundamental, y deberemos poner los datos de geoposicionamiento, incluyendo la altura y el piso si queremos que nuestros clientes sepan dónde están.

Usos que le podemos dar a Wi-Fi Location

Los usos que le podemos dar a Wi-Fi Location son los mismos que le podemos dar al GPS, es decir, podremos hacer navegación punto a punto en interiores, la exactitud del Wi-Fi Location es de hasta 1 metro y con varias actualizaciones por segundo para saber en todo momento dónde estamos.

Las organizaciones que incorporen Wi-Fi Location podrán realizar un seguimiento de sus activos, por ejemplo incorporar chips Wi-Fi a carretillas en almacenes, sillas de ruedas en aeropuertos o equipos de diagnóstico en hospitales, todo lo que tenga un chip Wi-Fi se podrá geolocalizar fácilmente. Esto también funcionaría igual si los activos somos nosotros, es decir, imaginemos que visitamos una tienda muy grande y a los dueños les interesa saber dónde pasamos más tiempo, podrán geolocalizarnos fácilmente.

De cara a los administradores de red, podrán localizar con precisión si algún cliente inalámbrico está teniendo problemas para conectarse, así podrán rápidamente cambiar dicho dispositivo para solucionar el problema. Otro uso que le podemos dar a Wi-Fi Location, es por ejemplo crear un perímetro virtual que desencadene una determinada acción cuando el individuo entra o sale de dicho perímetro.

Por último, otro uso que le podemos dar es por ejemplo con fines de emergencias, imaginemos que estamos en un bloque de pisos y nos ocurre algo, podremos enviar nuestra ubicación gracias a Wi-Fi Location.


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