[pt] RADIOLOCALIZAÇÃO DE TERMINAIS DE COMUNICAÇÕES MÓVEIS

[en] RADIOLOCATION OF MOBILE COMMUNICATIONS TERMINALS

[pt] ALBERTO GASPAR GUIMARAES

[pt] FILTRO DE KALMAN

[pt] TOA

[pt] NLOS

[pt] TDOA

[pt] ESTIMACAO WLS

[pt] FILTRO DE PARTICULAS

[pt] ESTIMACAO BAYESIANA

[pt] COMUNICACOES MOVEIS

[en] KALMAN FILTER

[en] TOA

[en] NLOS

[en] TDOA

[en] WLS ESTIMATION

[en] PARTICLE FILTER

[en] BAYESIAN ESTIMATION

[en] MOBILE COMMUNICATIONS

[pt] Este trabalho lida com o problema de radiolocalização de terminais em um ambiente de comunicações móveis celulares. Desenvolve-se novas alternativas para a estimação da posição, admitindo-se que as medidas de tempo de chegada (ToA) obtidas no enlace-rádio estão corrompidas por ruído aditivo e apresentam erro médio positivo durante períodos aleatórios, devido à ausência de linha de visada (NLOS) entre terminal e estações radio-bases. Em uma das alternativas desenvolve-se um estimador assintoticamente eficiente do erro de NLOS, sob o critério de mínimos quadrados ponderados (WLS). Para esta estimativa, admite- se o conhecimento a priori do espalhamento temporal do canal, e que o perfil de potência do sinal pode ser calculado por uma média temporal de medidas independentes em um receptor RAKE. O esquema de localização apresentado incorpora também um teste de hipóteses desenvolvido sob o critério de Neyman-Pearson, para detectar, a cada instante de tempo, a ocorrência de transições entre os estados LOS/NLOS do canal. Em outra contribuição do trabalho, as coordenadas do terminal são estimadas recursivamente utilizando-se algoritmos bayesianos, com a dimensão do espaço de estados aumentada para incluir o efeito do erro de NLOS sobre as medidas de ToA. Resultados de simulação obtidos sob diferentes cenários comprovam a eficiência dos esquemas de estimação aqui desenvolvidos, quando comparados à única solução de que se tem conhecimento na literatura. Apresenta-se ainda nesta tese uma análise para o problema de ambigüidade em métodos hiperbólicos de localização, cujo objetivo é identificar a região do plano em que este método fornece duas soluções fisicamente admissíveis. A área desta região é comparada com a área total de triangulação.

[en] This work addresses the radiolocation problem of a moving terminal in a cellular mobile communications environment. New alternatives are developed for position estimation, assuming that the Time of Arrival (ToA) measurements obtained from radio link are corrupted by additive noise and have positive mean error during random periods of time due to the non-line of sight (NLOS) propagation condition between the terminal and base stations. In one of the proposals, an asymptotically efficient WLS estimator of the NLOS error is developed under the Weighted Least Squares criterion. It is assumed that the channel temporal scattering model is known and the mean power delay profile can be evaluated by time averaging independent measurements from a RAKE receiver. The location estimation scheme also includes a hypothesis testing based on Neyman- Pearson approach to detect at each instant of time the LOS/NLOS states transitions. In another contribution, the terminal coordinates are recursively estimated using bayesian algorithms, with the state-space dimension augmented to include the NLOS error effect over ToA measurements. Simulation results obtained under different scenarios show the effectiveness of the estimation schemes developed here when compared to the only alternative known from the literature. An analysis concerning the ambiguity problem in hyperbolic location methods is also presented, aiming to determine the regions where this method gives two physically admissible solutions, and compare them to the total trilateration area.

MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA

MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA

RAIMUNDO SAMPAIO NETO

ERNESTO LEITE PINTO

JOSE MAURO PEDRO FORTES

MARCELLO LUIZ RODRIGUES DE CAMPOS

2005-02-03

2004-12-09

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=5906@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=5906@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.5906