Localização de Terminais Móveis utilizando Correlação de Assinaturas de Rádio-Frequência.

Nesta dissertação são analisados métodos de localização baseados na rede, com destaque para os métodos de correlação de assinaturas de rádio-frequência (DCM - Database Correlation Methods). Métodos baseados na rede não requerem modificações nos terminais móveis (MS - Mobile Stations), sendo portanto capazes de estimar a localização de MS legados, i.e., sem suporte específico a posicionamento. Esta característica, associada a alta disponibilidade e precisão dos métodos DCM, torna-os candidatos viáveis para diversas aplicações baseadas em posição, e em particular para a localização de chamadas para números de emergência - polícia, defesa civil, corpo de bombeiros, etc. - originadas de telefones móveis celulares. Duas técnicas para diminuição do tempo médio para produção de uma estimativa de posição são formuladas: a filtragem determinística e a busca otimizada utilizando algoritmos genéticos. Uma modificação é realizada nas funções de avaliação utilizadas em métodos DCM, inserindo um fator representando a inacurácia intrínseca às medidas de nível de sinal realizadas pelos MS. As modificações propostas são avaliadas experimentalmente em redes de telefonia móvel celular de segunda e terceira gerações em ambientes urbanos e suburbanos, assim como em redes locais sem fio em ambiente indoor. A viabilidade da utilização de bancos de dados de correlação (CDB - Correlation Database) construídos a partir de modelagem de propagação é analisada, bem como o efeito da calibração de modelos de propagação empíricos na precisão de métodos DCM. Um dos métodos DCM propostos, utilizando um CDB calibrado, teve um desempenho superior ao de vários outros métodos DCM publicados na literatura, atingindo em área urbana a precisão exigida dos métodos baseados na rede pela regulamentação FCC (Federal Communications Commission) para o serviço E911 (Enhanced 911 ).

This work analyzes network based positioning methods, in particular the fingerprinting or database correlation methods. Network based methods do not require mobile station upgrading or replacement, thereby being capable of locating legacy mobile stations, i.e., without any specific positioning related features. This characteristic, coupled with the high availability and precision of fingerprinting methods, make them viable candidates for several location based applications, especially for the positioning of cellular mobile phones originating emergency calls - for police, fire brigade, etc. Two techniques to reduce the average positioning fix time are proposed: deterministic filtering and genetic algorithms optimized search. A modification is proposed in database correlation methods evaluation functions, by inserting a factor representing the inherent inaccuracy in the signal strength measurement made by the mobile station. The proposed improvements are experimentally evaluated in second and third generation cellular networks in urban and suburban environments, as well as in indoor wireless local area networks. The viability of using correlation databases built from propagation modeling is evaluated, as well as the effect of empirical propagation models calibration in the fingerprinting location precision. One of the proposed fingerprinting techniques, using a calibrated correlation database, achieved a performance superior to several other published fingerprinting methods, reaching in an urban area the precision requirements set by the Federal Communications Commission for network based methods providing the Enhanced 911 emergency location service.