[en] GEOGRAPHIC LOCATION OF MOBILE STATIONS IN CELLULAR SYSTEMS
[pt] LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DE ESTAÇÕES MÓVEIS EM SISTEMAS CELULARES
Descrição
[pt] Em meados dos anos 90, após reconhecer que os serviços de emergência estavam inadequados, a FCC (Federal Communications Commission), órgão governamental dos Estados Unidos que regulamenta as atividades das operadoras de telecomunicações, determinou que todas as operadoras de telefonia móvel celular deveriam ser capazes de fornecer a posição geográfica de um usuário que estivesse realizando uma chamada de emergência. Essa posição seria determinada através da posição da estação móvel, ou seja, o aparelho celular. Existem diversas técnicas para determinação da posição geográfica de uma estação móvel. Entre as técnicas mais conhecidas se destacam TOA (Time of Arrival ou Tempo de Chegada), TDOA (Time Difference of Arrival ou Diferença de Instantes de Chegada) e DOA (Direction of Arrival ou Direção de Chegada). Dentre estas, TDOA tem mostrado ser a mais promissora e mais utilizada, por possibilitar uma implementação mais simples e que não exige alterações no terminal móvel do assinante e por ser mais robusta em presença de erros introduzidos pelo canal. A determinação da posição da estação móvel através da técnica baseada em TDOA consiste em duas etapas: na primeira, é feita a estimativa de um conjunto de parâmetros denominados TDOA`s e na segunda etapa, esses parâmetros são utilizados para formar um sistema de equações hiperbólicas, cuja solução fornece a posição da estação móvel. O objetivo desta dissertação é avaliar o desempenho dos principais métodos existentes na literatura para solução das equações hiperbólicas, a partir de um conjunto de TDOA`s já a estimados previamente. A avaliação de desempenho dos métodos leva em conta possíveis erros nas medidas de TDOA`s, que normalmente são introduzidos por fenômenos naturais, como multi-percurso na propagação dos sinais emitidos pela estação móvel, ausência de linha direta de visada e outros, ou por outros fatores associados ao tipo de algoritmo utilizado para estimação dos TDOA`s. Além disso um novo método é proposto seu desempenho comparado aos demais.[en] In the middle of the 90`s, after recognizing that the current emergency services were not appropriated, the FCC (Federal Communications Commission), a USA governmental institution that rules the telecommunication carriers activities, stated that every wireless carrier should be able to provide the geographic position of a subscriber making an emergency call. The subscriber position shall be determined by means of the position of the mobile station, that is, the cell phone. There are many techniques available to determine the geographic position of the mobile station. Amongst the most known techniques, we can cite the TOA (Time Of Arrival) technique, TDOA (Time Difference Of Arrival) technique and DOA (Direction Of Arrival) technique. And amongst these 3 techniques, TDOA has shown to be the most promising and most used, for it permits a simple implementation that doesn`t require modifications in the subscriber handset and for being more robust in presence of channel impairments than the other techniques. The determination of the mobile station position via the TDOA technique is accomplished in two steps. Initially, an estimation of a set of parameters called TDOA`s is obtained. Later, these parameters are used to form a system of hyperbolic equations, which solution provides the position of the mobile station. The goal of this thesis is to evaluate the performance of the main algorithms available to solve a set of hyperbolic equations derived from a set of TDOA`s previously estimated. The performance of the algorithms take into account possible errors in the measured TDOA`s, that are usually raised by either natural phenomena, like the multipath effect on signal propagation, non-line of sight and others, or other causes related to the algorithm used to estimated the TDOA`s. Finally, a new algorithm is proposed and its performance is evaluated and compared to the others.