%0 Journal Article 
%A Valera Martínez, María Isabel
%T Colocación SS-ToA en sistemas inalámbricos basada en las pérdidas de propagación: investigación sobre las desviaciones del exponente de pérdidas = A Hybrid SS-ToAWireless Geolocation Based on Path
%D 2009
%U http://hdl.handle.net/10317/1803
%X [SPA] Uno de los principales requerimientos en las comunicaciones móviles consiste
en la localización del terminal móvil. A pesar del incompleto conocimiento de
la radio-propagación causada, por ejemplo, por la estimación del exponente de
pérdidas (PLE), y las posibles fluctuaciones de dicho exponente, los sistemas inalámbricos
de localización deben determinar la posición del móvil con la mayor precisión posible.
En este proyecto, se ha estudiado la localización inalámbrica a través del tiempo
de llegada (ToA) desde la estación móvil hasta la estación base. El objetivo de este
estudio es extender la aplicación del metodo híbrido del ancho de señal y el tiempo
de llegada (SS-ToA) a señales con diferentes formas de onda, por ejemplo, la segunda
derivada del pulso Gaussiano y una señal MSK (”minimum-shift keying”),
y la investigación del estimador de máxima verosimilitud (ML) en la estimación
del ToA en presencia del conocimiento imperfecto del PLE. Se ha evaluado la estimación del ToA basada en el método SS-ToA bajo el conocimiento imperfecto del
PLE utilizando tecnicas asintóticas de análisis. Entre los cuatro métodos teóricos
de estimación obtenidos, la expansión de la serie de Taylor con el cálculo del valor
esperado de la derivada cruzada proporciona los resultados más precisos para el
análisis teórico del estimador ML.
Además, se obtiene que en la región de umbral, el estimador ML supera al
estimador MC para valores pequeños del PLE, como ±° = 0:5, en el caso de interiores,
y para valores moderado, por ejemplo ±° = 1, en el caso de exteriores. Sin embargo, en la región asintótica, los estimadores MC y ML bajo el conocimiento
perfecto del PLE proporcionan mayor precisióon que el estimador ML teniendo en
cuenta el error en el PLE. [DEU]Eine der Anwendungen von drahtlosen Kommunikationssystemen stellt die Ortung
mobiler Nutzer dar. Die Herausforderung besteht darin, die Nutzerposition
mit einer ungenauen Kenntnis des Pfadverlustexponenten (PLE), hervorgerufen
durch die zum Einsatz kommenden Schätzverfahren, zu bestimmen.
In dieser Arbeit werden Lokalisierungsverfahren basierend auf der Ankunftszeit
(ToA) der Signale und deren Signalstärke (SS) mit Hilfe einer hybriden SS-ToAMethode
untersucht. Das Ziel besteht darin, das Verfahren um verschiedene Signalformen
wie die zweite Ableitung des gaußförmigen Monocycle-Impulses oder
ein Minimum-Shift-Keying-Signal zu erweitern und die Performance des Maximum-
Likelihood-Schätzers (ML) unter der imperfekten Annahme des Pfadverlustexponenten
zu untersuchen. Es wurde die ToA-Schätzungsleistung des ML-Schätzers
(ML) auf Basis der SS-ToA-Methode unter dem imperfekten PLE mit den asymptotischen
Auswertungsmethoden evaluiert. Es zeigte sich, dass die Taylor-Entwicklung
basierend auf der Berechnung der Erwartungswerte der partiellen Ableitung die
besten Ergebnisse fur die analytische Erfassung der asymptotischen Leistung des
ML-Schätzers lieferte.In der Schwellenregion lieferte der ML-Schätzer gegenüber dem Maximum-Korrelation-Schätzer (MC) für einen kleinen Wert des PLE-Fehlers, z.B. ±° = 0;5,
in den Indoor-Anwendungen und einen mittleren PLE-Fehler, z.B. ±° = 1, in den
Outdoor-Anwendungen bessere Performance. In der asymptotischen Region übertreffender MC- und der ML-Schätzer mit perfektem PLE den ML-Schätzer mit imperfektem
PLE. [ENG]One of the requirements in wireless communications is the knowledge of the mobile
location. Despite the uncertain knowledge of the radio propagation caused by,
e.g., the estimation of the path loss exponent (PLE), and the possible fluctuation
of the PLE, wireless localization systems have to determine the mobile position as
accurately as possible.
In this thesis, we consider the wireless geolocation or localization using the radio
signals based on their time of arrival (ToA). The objective of this work is to
extend the application of the hybrid mix of the signal strength and the time of
arrival (SS-ToA) to several signal waveforms, e.g., a second-derivative Gaussian
monocycle pulse and a minimum-shift keying signal, and to investigate the performance
of the maximum likelihood (ML) estimator in the ToA estimation under
the imperfect PLE. We evaluate the ToA estimation performance of the ML estimator
based on the SS-ToA method under the imperfect PLE by using asymptotic
analysis techniques. It appears that among four derivations, the Taylor expansion
with the expectation of the cross-derivative provides the most accurate results for
analytically capturing the asymptotic performance of the ML estimator In the threshold region, the ML estimator outperforms the maximum correlation
(MC) estimator for the small PLE error, e.g., ±° = 0:5 in the indoor case, and
the moderate PLE error, e.g., ±° = 1 in the outdoor case. However, in the asymptotic
region the MC and ML estimators under the perfect PLE outperform the ML estimator with the imperfect PLE.
%K Ingeniería Telemática
%K Estimación del tiempo de llegada
%K Estimación por máxima
%K Exponente de pérdidas
%K Ankunftszeit-Schätzung
%K Maximum-Likelihood-Schätzung
%K Pfadverlustexponent
%K Time-of-arrival estimation
%K Maximum likelihood estimation
%K Path loss exponent
%~ GOEDOC, SUB GOETTINGEN