ES2345024A1 - System and localization procedure based on the passive measures of temporary differences taken from listening of time of arrival of other nodes. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema y procedimiento de localización basados en medidas pasivas de diferencias temporales tomadas a partir de escuchas de tiempo de llegada de otros nodos.Location based system and procedure in passive measures of temporary differences taken from You hear the arrival time of other nodes.
Comunicaciones móviles. Geolocalización. Ingeniería telemática.Mobile communications. Geolocation Telematic engineering
Actualmente son muchas las técnicas de localización que pueden emplearse para determinar la posición de un nodo en redes celulares. Todas ellas presentan capacidades muy dispares en cuanto a precisión, cobertura, integridad, consistencia y escalabilidad. Los distintos organismos encargados de regular el funcionamiento de las redes inalámbricas se han esforzado en estandarizar las más prometedoras, procurando unos niveles adecuados de calidad de servicio.Currently there are many techniques of location that can be used to determine the position of a node in cellular networks. All of them have very disparate in terms of accuracy, coverage, integrity, consistency and scalability. The various agencies responsible for regulating the operation of wireless networks have endeavored to standardize the most promising, ensuring adequate levels of quality of service.
Las técnicas de localización pueden clasificarse según múltiples parámetros. Uno de ellos, quizás el más discriminante, es el tipo de entorno en el que se van a posicionar los nodos. En este sentido, se diferencia entre técnicas concebidas para la localización en exteriores y las desarrolladas para interiores. La localización en exteriores ha sido ampliamente tratada y existen en la actualidad múltiples soluciones regladas para su consecución, entre las que destaca la familia de soluciones basadas en la tecnología GPS. Sin embargo, la localización en interiores presenta un conjunto de características diferenciadoras. La primera es que las señales procedentes de redes celulares públicas se encuentran obstruidas por múltiples elementos, haciendo que múltiples técnicas viables para exterior presenten grandes problemas para la localización en interior. Un ejemplo claro se puede apreciar en la tecnología GPS, cuya utilización en espacios de interior resulta poco conveniente debido al escaso nivel de señal recibido en este tipo de entornos. Además, los entornos de interior presentan otra cualidad a la que deben hacer frente las técnicas de localización destinadas a posicionar en este tipo de entornos: las pérdidas por multicamino. Es un hecho que los espacios de interior hacen que los fenómenos de difracción y reflexión de la señal se potencien con respecto a sus homónimos en exterior. Otro problema al que deben hacer frente las técnicas de posicionamiento en interiores es la necesidad de una gran precisión. Por ejemplo, un error de 10 metros, valor normalmente aceptado en exterior, puede significar que un nodo esté situado en otro edificio, en un entorno de interior.Location techniques can be classified According to multiple parameters. One of them, perhaps the most discriminant, is the type of environment in which they will be positioned the nodes In this sense, it differs between conceived techniques for outdoor location and those developed for interiors Outdoor location has been widely treated and there are currently multiple regulated solutions for its achievement, among which the family of solutions stands out based on GPS technology. However, the location in Interior presents a set of differentiating features. The first is that signals from cellular networks public are clogged by multiple elements, making that multiple viable outdoor techniques present large problems for indoor location. A clear example is can appreciate in GPS technology, whose use in spaces of interior is inconvenient due to low signal level received in this type of environment. In addition, indoor environments they present another quality that the techniques of location intended to position in this type of environment: multi-path losses. It is a fact that indoor spaces they make the diffraction and reflection of the signal phenomena power with respect to their homonyms abroad. Another problem at what indoor positioning techniques should face It is the need for great precision. For example, an error of 10 meters, normally accepted outside value, can mean that a node is located in another building, in an environment of inside.
De esta forma, se han desarrollado múltiples técnicas de localización específicas para el entorno de interior, cuyo cometido es hacer frente a los problemas anteriormente citados. Existen múltiples soluciones en este campo, si bien las más empleadas son las basadas en tres familias:In this way, multiple have been developed location techniques specific to the indoor environment, whose task is to deal with the aforementioned problems. There are multiple solutions in this field, although the most employees are based on three families:
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- Soluciones basadas en identificación de celda. Se basan en identificar el elemento de red al que el nodo se conecta y estimar su posición a partir de la posición de dicho elemento de red.Solutions based on cell identification They are based on identifying the network element to which the node connects and estimate its position from the position of said network element.
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- Soluciones basadas en huellas de señal. Este tipo de técnicas establecen dos procesos. Una primera etapa llamada de entrenamiento, en la que se mide un conjunto de puntos representativo de la zona a posicionar. Las medidas realizadas competen al nivel de señal recibido en un punto por parte los distintos elementos de red que están al alcance del receptor empleado. Esos datos conformarán una base de datos, empleada en la posterior etapa. En condiciones de funcionamiento, un nodo realiza las mismas medidas que las realizadas en la etapa de entrenamiento y se envían dichas medidas a una entidad de red, cuyo cometido será comparar las medidas enviadas con los datos guardados en la base de datos. En función de un cierto algoritmo se estimará cual es la posición más probable para las medidas enviadas.Solutions based on fingerprints signal. These types of techniques establish two processes. A first called training stage, in which a set of representative points of the area to position. Measures performed compete at the level of signal received at one point per part the different network elements that are within reach of the receiver employee. These data will form a database, used in the later stage Under operating conditions, a node performs the same measures as those performed in the training stage and These measures are sent to a network entity, whose task will be compare the measurements sent with the data stored in the database data. Depending on a certain algorithm it will be estimated which is the most likely position for the sent measurements.
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- Soluciones basadas en el modelado del canal radio. Este tipo de soluciones calculan la distancia entre dos elementos de red a partir de la potencia recibida en uno de ellos. Para ello se requiere de un preciso modelo de canal radio, que permita estimar la pérdida por propagación a partir de la distancia que separa ambos elementos de red. Debe notarse que, pese a que la potencia recibida es un valor normalmente accesible en todos los sistemas de comunicaciones, es muy dependiente del entorno y que por lo tanto el establecimiento de un modelo de canal preciso es una tarea difícil de efectuar.Solutions based on radio channel modeling. These types of solutions calculate the distance between two network elements from the power received in one of them. This requires a precise model of radio channel, which allows estimating the propagation loss to from the distance that separates both network elements. Should Note that, although the power received is a value normally accessible in all communication systems, it is very dependent on the environment and therefore the establishment of a Precise channel model is a difficult task to perform.
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- Soluciones basadas en tiempo de llegada. Se basan en medir la distancia entre el nodo y un elemento de red (típicamente un punto de acceso) a partir del tiempo que tarda una cierta señal en cubrir dicha distancia. Para ello se requiere de una red sincronizada. La necesidad de sincronismo se puede obviar calculando los tiempos en el nodo empleando una estrategia de ida y vuelta, es decir medir dos veces el tiempo de transito de la señal [US20070002813].Time-based solutions of arrival. They are based on measuring the distance between the node and an element network (typically an access point) from the time that It takes a certain signal to cover that distance. To do this Requires a synchronized network. The need for synchronism is you can ignore calculating the times in the node using a round-trip strategy, that is to measure twice the time of signal transit [US20070002813].
El procedimiento presentado es especialmente adecuado para localización en interiores aunque también aplicable a exteriores y se basa en la familia de técnicas de tiempo de llegada. Este tipo de técnicas miden la distancia desde un nodo a un conjunto de elementos de red para luego estimar la posición del nodo mediante técnicas de triangulación. Normalmente, para un posicionamiento en 2 dimensiones se requiere que el nodo reciba señal de al menos 3 elementos de red. Esta necesidad se traduce en dos problemas. El primero es que todo nodo que desea conocer su localización, genera un intercambio de señalización (tráfico) con múltiples elementos en la red. El número de elementos con los que se intercambia información es variable. Toda esta señalización generada por el nodo merma la capacidad de la red, pudiendo limitar la escalabilidad del sistema. El segundo problema es que si no se alcanza el número mínimo de 3 elementos de red con los que comunicarse, el posicionamiento no puede llevarse a cabo. De esta forma, es posible que se generen zonas oscuras en las que hay comunicación con la red pero no es posible la localización de nodos. Debe notarse que las zonas oscuras en posicionamiento pueden surgir de una mala planificación (número de elementos de red visibles inferior al requerido por la técnica de localización) o bien de problemas con la integridad del sistema: fallo en alguno de los elementos de red.The procedure presented is especially suitable for indoor location but also applicable to exterior and is based on the family of arrival time techniques. These types of techniques measure the distance from a node to a set network elements and then estimate the position of the node using triangulation techniques Normally, for a positioning in 2 dimensions the node is required to receive signal of at least 3 network elements This need translates into two problems. He First is that every node that wants to know its location generates an exchange of signaling (traffic) with multiple elements in the net. The number of items with which it is exchanged Information is variable. All this signaling generated by the node reduces the capacity of the network, being able to limit the scalability of the system. The second problem is that if the number is not reached minimum of 3 network elements to communicate with, the positioning cannot be carried out. In this way, it is possible dark areas are generated where there is communication with the network but the location of nodes is not possible. It should be noted that the dark areas in positioning may arise from a bad planning (number of visible network elements less than required by the location technique) or problems with the System integrity: failure of any of the network elements.
La presente invención propone un procedimiento con el que maximizar la cobertura, integridad y escalabilidad de las técnicas de localización basadas en tiempo de llegada en redes no síncronas.The present invention proposes a procedure with which to maximize the coverage, integrity and scalability of location techniques based on time of arrival in networks not synchronous
[US20070002813] Nathan Edward Tenny and Farrokh Khatibi, "Apparatus and method for determining WLAN Access point position". Patente publicada el 4 de enero de 2007.[US20070002813] Nathan Edward Tenny and Farrokh Khatibi , "Apparatus and method for determining WLAN Access point position". Patent published on January 4, 2007.
[EURASIP2008] Israel Martin-Escalona, Francisco Barcelo-Arroyo, "A new time-based algorithm for positioning mobile termináis in wireless networks", Cooperative Localization in Wireless Ad Hoc and Sensor Networks, edición especial dentro de la revista EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2008, Marzo de 2008.[EURASIP2008] Israel Martin-Escalona , Francisco Barcelo-Arroyo , "A new time-based algorithm for positioning mobile terminates in wireless networks", Cooperative Localization in Wireless Ad Hoc and Sensor Networks, special edition within the EURASIP Journal on Advances in Signal Processing , vol. 2008, March 2008.
[SAYED03] Ali H. Sayed, "Fundamentáis of Adaptive Filtering", John Wiley & Sons, 2003.[SAYED03] Ali H. Sayed , "Fundamentaláis of Adaptive Filtering", John Wiley & Sons , 2003 .
La mayor parte de las redes desplegadas en interiores (basadas en su mayoría en la tecnología 802.11), operan de forma asíncrona. Este hecho condiciona el cálculo del tiempo de tránsito de una señal, puesto que todos los cálculos efectuados deben tener la misma base de tiempo para poder aplicar un algoritmo de triangulación. Para hacer frente a este inconveniente, las técnicas basadas en el cálculo del tiempo de tránsito operan mediante procedimientos de ida y vuelta [US20070002813]. De esta forma el emisor envía un mensaje al receptor y este al recibirlo lo vuelve a reenviar al emisor. Al ser el emisor el que genera el mensaje y el que finalmente lo recibe, puede computar la medida del tiempo de transito con independencia del reloj empleado en el elemento receptor en la red, mediante la ecuaciónMost of the networks deployed in interiors (based mostly on 802.11 technology), operate asynchronously This fact conditions the calculation of the time of transit of a signal, since all the calculations made they must have the same time base to apply an algorithm of triangulation To address this problem, the techniques based on the calculation of transit time operate by round trip procedures [US20070002813]. This The sender sends a message to the receiver and when he receives it resends to the sender again. Being the issuer that generates the message and the one who finally receives it, can compute the measure of transit time regardless of the clock used in the receiving element in the network, using the equation
donde d indica la distancia entre los dos elementos, \tau el tiempo empleado por la señal en ir desde el emisor hasta el receptor y desde el receptor al emisor y c representa la velocidad de propagación de la señal emitida.where d indicates the distance between the two elements,? the time taken by the signal to go from the sender to the receiver and from the receiver to the sender and c represents the propagation speed of the emitted signal.
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El sistema presentado está destinado a obtener la localización de un nodo, que se denominará nodo pasivo, a partir de las peticiones de localización en curso generadas por subconjunto de nodos de la misma red, llamados nodos activos. Los nodos activos emplean una técnica basada en el cálculo de distancias mediante la estimación de tiempos de tránsito, calculados mediante un mecanismo basado en la ecuación (1). Los nodos de la red accederán a la misma mediante un acceso compartido, en la que todos los nodos son capaces de recibir las emisiones del resto. Para facilitar la explicación y sin perjuicio en la generalización del procedimiento aquí descrito, se empleará la nomenclatura propuesta para redes IEEE 802.11.The presented system is intended to obtain the location of a node, which will be called a passive node, from of the current location requests generated by subset of nodes of the same network, called active nodes. Active nodes they use a technique based on the calculation of distances by means of transit time estimation, calculated using a mechanism based on equation (1). The network nodes will access it through shared access, in which all nodes are capable of receiving the rest emissions. To facilitate the explanation and without prejudice to the generalization of the procedure described here, the proposed nomenclature for IEEE 802.11 networks will be used.
El procedimiento de localización del sistema propuesto consiste en aprovechar los mensajes que circulan en la red para el posicionamiento de los nodos activos para, sin introducir señalización adicional, posicionar los nodos pasivos. La Fig. 1 muestra un ejemplo del procedimiento a seguir. En dicha figura, el nodo ND_{1} es considerado como un nodo activo, mientras que el nodo ND_{2} será el nodo pasivo. Ambos nodos reciben señal de tres puntos de acceso: AP_{1}, AP_{2} y AP_{3}. En un instante dado, el nodo activo ND_{1} inicia un proceso de localización. Para ello, procede a estimar las distancias que lo separan de los puntos de acceso que tiene a la vista. De esta forma, ND_{1} envía un mensaje M_{1} hacia AP_{1} en el instante t_{1}. Dicho mensaje es recibido en t_{2} por AP_{1}. Como respuesta al mensaje M_{1}, AP_{1} envía en t_{4} un mensaje A_{1} hacia a ND_{1}, llegando dicho mensaje en el instante t_{1}. De esta forma, empleando t_{5} y t_{1} y la ecuación (1) se obtiene una estimación de la distancia que separa el ND_{1} del AP_{1}. Como la red es de difusión, el mensaje enviado M_{1} por ND_{1} en el instante t_{1} también es escuchado en t_{3} por ND_{2}. Lo mismo ocurre con el mensaje A_{1} generado en t_{4} por AP_{1} como respuesta al mensaje M_{1} procedente de ND_{1}. De esta forma, ND_{2} recibe una copia de los mensajes enviados por y hacia ND_{1} en los instantes t_{3} y t_{6} respectivamente. Computando la diferencia entre ambos tiempos, es decir t_{6}-t_{3}, se obtiene una diferencia de tiempos que da lugar a una hipérbola de posibles posiciones para el nodo ND_{2}. ND_{1} repite el procedimiento descrito con AP_{2} y AP_{3}. De esta forma, ND_{1} envía en t_{7} el mensaje M_{2}, que es recibido en t_{8} por AP_{2} y en t_{9} por ND_{2}. El mensaje A_{2} generado en t_{10} por AP_{2} como respuesta al mensaje M_{2} es recibido más tarde por ND_{1} y ND_{2} en los instantes t_{11} y t_{12}. Finalmente, ND_{1} envía en t_{13} el mensaje M_{3}, que es recibido en t_{14} por ND_{2} y en t_{15} por AP_{3}. El mensaje A_{3} generado en t_{16} por AP_{3} como respuesta al mensaje M_{3} es recibido más tarde por ND_{2} y ND_{1} en los instantes t_{17} y t_{18}. De esta forma, aplicando la ecuación (1) el nodo ND_{1} es capaz de obtener su distancia a AP_{2} y AP_{3}, mientras que el nodo ND_{2} obtiene dos diferencias temporales más (t_{12}-t_{9} y t_{17}-t_{14}), que darán lugar a dos hipérbolas más de posiciones posibles en las que se puede hallar ND_{2}. La intersección entre las hipérbolas halladas permite el posicionamiento del nodo pasivo siempre y cuando la posición de los puntos de acceso (AP_{1}, AP_{2} y AP_{3}) sea conocida.The procedure for locating the proposed system consists of taking advantage of the messages that circulate in the network for the positioning of the active nodes to, without introducing additional signaling, position the passive nodes. Fig. 1 shows an example of the procedure to follow. In said figure, the node ND 1 is considered as an active node, while the node ND 2 will be the passive node. Both nodes receive a signal from three access points: AP 1, AP 2 and AP 3. At a given time, the active node ND1 starts a localization process. To do this, it proceeds to estimate the distances that separate it from the access points it has in sight. In this way, ND 1 sends a message M 1 to AP 1 at time t 1. This message is received at t {2} by AP _ {1}. In response to the message M _ {1}, {1} _ AP sends at t {4} a message A _ {1} to {1 ND _}, reaching the message at time t _ {1}. Thus, using t 5 and t 1 and equation (1) an estimate of the distance separating the ND 1 from the AP 1 is obtained. Since the network is broadcast, the message sent M 1 by ND 1 at time t 1 is also heard in t 3 by ND 2. The same applies to the message A 1 generated in t 4 by AP 1 in response to the message M 1 from ND 1. Thus, ND _ {2} receives a copy of the messages sent by and to ND _ {1} in the times t {3} and {6} t _ respectively. By computing the difference between both times, that is t 6 -t 3, a time difference is obtained that results in a hyperbola of possible positions for the node ND 2. ND1 repeats the procedure described with AP2 and AP3 . In this way, ND 1 sends the message M 2 on t 7, which is received on t 8 by AP 2 and on t 9 by ND 2}. The message A 2 generated in t 10 by AP 2 in response to the message M 2 is later received by ND 1 and ND 2 at times t _ {11} and {12} t _. Finally, ND _ {1} sends at t {13} the message M _ {3}, which is received at t {14} by ND _ {2} and t _ {15} by AP _ {3} . The message A 3 generated in t 16 by AP 3 in response to the message M 3 is later received by ND 2 and ND 1 at moments t _ {17} and {18} t _. In this way, by applying equation (1) the node ND 1 is able to obtain its distance to AP 2 and AP 3, while the node ND 2 obtains two more temporary differences (t {12} - t {9} and {17} _ t - t {14}), which will result in two possible hyperbolas over positions that can be found ND _ {2}. The intersection between the hyperbolas found allows the positioning of the passive node as long as the position of the access points ( AP1 , AP2 and AP3 ) is known.
Debe notarse que el ejemplo propuesto en la Fig. 1 involucra únicamente a un nodo activo y tres puntos de acceso. Sin embargo, es lógico pensar que en una red habrá múltiples nodos activos y puntos de acceso y que por tanto un nodo pasivo puede recibir múltiples medidas de este tipo. En general es necesario conocer la posición de los nodos activos implicados. De esta forma, se deberá establecer un protocolo que permita la obtención de dicho dato en el nodo pasivo. El protocolo podría ser centralizado, donde una entidad de red recibiera las medidas de los nodos pasivos y la posición de los activos y calculara la posición de los nodos pasivos, o bien distribuido, en el que los nodos activos remitirían su posición al resto de nodos de la red. El conocimiento de la posición de los nodos activos no es estrictamente necesario si los nodos activos ejecutan el proceso de estimación de distancia con un número elevado de puntos de acceso y los nodos pasivos están en disposición de escuchar los mensajes generados en dichos procedimientos.It should be noted that the example proposed in Fig. 1 involves only one active node and three access points. Without However, it is logical to think that in a network there will be multiple nodes assets and access points and therefore a passive node can Receive multiple measures of this type. In general it is necessary Know the position of the active nodes involved. Thus, a protocol must be established that allows obtaining said data in the passive node. The protocol could be centralized, where a network entity would receive the measures of the passive nodes and the position of the assets and calculate the position of the nodes liabilities, or distributed, in which the active nodes would remit its position to the rest of the network nodes. The knowledge of the Position of active nodes is not strictly necessary if the active nodes execute the distance estimation process with a high number of access points and passive nodes are in willingness to listen to the messages generated in said procedures
De esta forma, toda estación pasiva conformará con la información arriba mencionada las siguientes matrices:In this way, every passive station will conform with the information mentioned above the following matrices:
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donde P contendrá las posiciones de los distintos puntos de acceso (AP) y Q(t) guardará las posiciones de los nodos activos conocidos. Las matrices P y Q(t) se emplean para producir la matriz de distanciaswhere P will contain the positions of the different access points (AP) and Q ( t ) will keep the positions of the known active nodes. The matrices P and Q ( t ) are used to produce the distance matrix
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Junto a la matriz de distancias R se genera la matriz de diferencia de distancias T, a partir de las medidas de diferencias temporales (DT).Together with the distance matrix R , the distance difference matrix T is generated, based on the measures of temporal differences ( DT ).
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El método empleado para obtener la posición del nodo pasivo puede basarse en cualquiera de los propuestos para las técnicas de localización basadas en la diferencia de tiempos de llegada (TDOA en sus siglas inglesas). El método más convencional aunque no el único posible consiste en minimizar el error cuadrático asociado a la matriz T mediante un algoritmo de mínimos cuadráticos [SAYED03]. En el caso descrito, la aplicación de dicho algoritmo produce el sistema de ecuacionesThe method used to obtain the position of the passive node can be based on any of those proposed for location techniques based on the difference in arrival times (TDOA). The most conventional method, although not the only one possible, is to minimize the quadratic error associated with the matrix T by means of a least squared algorithm [SAYED03]. In the case described, the application of said algorithm produces the system of equations
donde X_{ij}, Y_{ij} y Z_{ij} son X_{j}-X_{i}, Y_{j}-Y_{i} y Z_{j}-Z_{i} respectivamente. X_{j}, Y_{j} y Z_{j} indican la posición del punto de acceso j, X_{i}, Y_{i} y Z_{i} indican la posición del nodo activo i y X_{k}, Y_{k} y Z_{k} indican la posición del nodo pasivo. W\langlei, k\rangle indica la distancia entre el nodo activo y el nodo pasivo. Por último los distintos coeficientes B_{ij_{u}} se calculan comowherein X {ij}, Y {ij} and Z {ij} are X {j} - X {i}, Y {j} - Y {i} and Z {j} - Z i respectively. X j, Y j and Z j indicate the position of the access point j , X i, Y i and Z i indicate the position of the active node i and X k, Y k and Z k indicate the position of the passive node. W \ langle i , k \ rangle indicates the distance between the active node and the passive node. Finally the different coefficients B ij_ {u} are calculated as
El procedimiento descrito es susceptible de incorporar etapas de refinamiento. Esas etapas se basan en reducir el error de posicionamiento desechando del cálculo aquellas medidas de diferencias temporales de menor calidad. La calidad de las medidas puede valorarse empleado múltiples métricas y criterios, como pueden ser los siguientes:The described procedure is susceptible to incorporate refinement stages. Those stages are based on reducing positioning error discarding those measurements from the calculation of temporary differences of lower quality. The quality of the Measures can be assessed using multiple metrics and criteria, such as the following:
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- Desviación estándar. Consiste en desechar aquellas medidas que previsiblemente incurren en un mayor error, es decir, que se encuentran claramente alejadas del valor esperado para la diferencia temporal medida.Standard deviation. Consists in discard those measures that foreseeably incur a greater error, that is, that are clearly far from the value expected for the measured time difference.
- \bullet?
- Estudio de la geometría. Al obtener la posición del nodo pasivo se puede generar un diagrama de la geometría que representa a los elementos de red involucrados en el cálculo de la posición. De esta forma, podrían eliminarse aquellas medidas procedentes de geometrías poco adecuadas en términos de localización (por ejemplo situaciones en las que los elementos se encontrasen en línea).Study of geometry. To the get the position of the passive node you can generate a diagram of the geometry that represents the network elements involved in The position calculation. In this way, they could be eliminated those measurements from inadequate geometries in location terms (for example situations in which items were found online).
- \bullet?
- Error en la posición de los nodos activos. De esta forma se ponderarían las diferencias temporales medidas en función del error de posicionamiento de los nodos activos, empleando para ello cualquiera de las técnicas disponibles en la literatura.Error in the position of the active nodes This way the differences would be weighted temporary measurements based on the positioning error of the active nodes, using any of the techniques available in the literature.
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El procedimiento propuesto permite 3 ventajas importantes sobre los procedimientos basados en cálculo de distancias mediante estimación de tiempos de tránsito:The proposed procedure allows 3 advantages important on procedures based on calculation of distances by estimating transit times:
- 1.one.
- Mejora de la escalabilidad. El procedimiento mejora la escalabilidad de este tipo de técnicas, puesto que permite el posicionamiento de nodos en la red sin introducción de señalización alguna, a partir de un subconjunto reducido de nodos activos. De esta forma, y combinando ambas técnicas de forma óptima, se podría localizar al conjunto de nodos de la red minimizando el impacto que el tráfico de localización supone en la misma. Scalability improvement . The procedure improves the scalability of this type of techniques, since it allows the positioning of nodes in the network without introducing any signaling, from a reduced subset of active nodes. In this way, and by combining both techniques in an optimal way, the set of network nodes could be located minimizing the impact that location traffic has on it.
- 2.2.
- Aumento de cobertura del sistema de localización. Las técnicas basadas en triangulación de distancias estimadas a partir de tiempos de tránsito requieren de cómo mínimo 3 distancias para efectuar un posicionamiento en 2 dimensiones. Esto implica recibir señal de cómo mínimo 3 puntos de acceso. Este requerimiento no es fácil de cumplir, puesto que en la mayoría de redes el objetivo es desplegar la red con mínimo coste y por tanto el solapamiento de puntos de acceso es limitado. Sin embargo, el procedimiento propuesto es capaz de posicionar a un nodo con tan sólo 2 puntos de acceso, cubriendo zonas en las que el posicionamiento con técnicas convencionales no sería posible o no lo sería con una precisión aceptable. En casos extremos, la técnica propuesta es capaz de obtener el posicionamiento del nodo pasivo con tan sólo un punto de acceso, siempre que haya como mínimo 3 nodos activos de los que reciba señal. De esta forma, se maximiza la cobertura del sistema de localización sin requerir del despliegue de nueva infraestructura. Increase coverage of the location system . The techniques based on triangulation of distances estimated from transit times require at least 3 distances to perform a 2-dimensional positioning. This implies receiving a signal of at least 3 access points. This requirement is not easy to fulfill, since in most networks the objective is to deploy the network with minimal cost and therefore the overlapping of access points is limited. However, the proposed procedure is capable of positioning a node with only 2 access points, covering areas where positioning with conventional techniques would not be possible or would not be with acceptable accuracy. In extreme cases, the proposed technique is capable of obtaining the positioning of the passive node with only one access point, provided there are at least 3 active nodes from which it receives a signal. In this way, the coverage of the location system is maximized without requiring the deployment of new infrastructure.
- 3.3.
- Mejora en la integridad del sistema de localización. Aun cuando el sistema de localización haya sido concienzudamente diseñado y se asegure la cobertura necesaria en todos los puntos a localizar, éste puede verse condicionado por fallos en los puntos de acceso. Estos fallos pueden ser debidos a múltiples causas. Como ejemplo podría pensarse en un incendio que inhabilitara uno de ellos. En este tipo de situaciones, el procedimiento descrito permite el posicionamiento aún si alguno de los puntos de acceso ha cesado de funcionar. Improvement in the integrity of the location system . Even if the location system has been carefully designed and the necessary coverage is ensured at all points to be located, it can be conditioned by failures at the access points. These failures may be due to multiple causes. As an example, one might think of a fire that would disable one of them. In this type of situation, the described procedure allows positioning even if any of the access points has ceased to function.
En [EURASIP2008] se proporcionan datos detallados y métricas sobre las mejoras esperadas al emplear la técnica descrita en el presente documento.[EURASIP2008] provides data detailed and metric about the expected improvements when using the technique described in this document.
Claims (6)
- A)TO)
- Escuchar el medio compartido a la espera de ciclos de mensajes de localización de ida (M_{1}) y vuelta (A_{1}) emitidos por nodos activos.Play shared waiting cycles back paging messages (M _ {1}) and back (A {1}) emitted by active nodes half.
- B)B)
- Calcular los tiempos en los que se reciben los mensajes de ida (t_{3}) y vuelta (t_{6}) en función de la información extraída a partir de los mensajes M_{1} y A_{1} captados por el nodo pasivo.Calculating times when messages back (t {3}) and back (t {6}) according to the extracted information received from the messages M _ {1} and A {1} captured by the passive node.
- C)C)
- Generar diferencias temporales con los tiempos extraídos en la etapa B (t_{6}-t_{3}).Generate temporary differences with the times extracted in step B ( t 6 -t 3).
- D)D)
- Calcular la localización del nodo pasivo a partir de las diferencias temporales generadas, empleando para ello cualquier algoritmo basado en la diferencia de tiempos de llegada (TDOA en sus siglas inglesas).Calculate node location liabilities from the temporary differences generated, using for this, any algorithm based on the time difference of Arrival (TDOA).
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- F)F)
- Valoración de la calidad de las medidas de diferencias temporales según métricas disponibles en el nodo pasivo.Assessment of the quality of the measures of temporal differences according to available metrics in the node passive.
- G)G)
- Selección de las diferencias temporales más adecuadas para el cálculo de la posición del nodo pasivo, en función de su calidad.Selection of temporary differences most suitable for the calculation of the position of the passive node, in function of its quality
- H)H)
- Ejecución del procedimiento según reivindicación 1 empleando únicamente las medidas resultantes de la etapa (G).Execution of the procedure according to claim 1 using only the measures resulting from the stage (G).
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
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Citations (1)
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WO2007056738A2 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-18 | Qualcomm Incorporated | Positioning for wlans and other wireless networks |
-
2008
- 2008-02-11 ES ES200800454A patent/ES2345024B1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007056738A2 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-18 | Qualcomm Incorporated | Positioning for wlans and other wireless networks |
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Title |
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KRISHNAN, P. et al. "A system for LEASE: location estimation assisted by stationary emitters for indoor RF wireless networks" INFOCOM 2004. Twenty-third AnnualJoint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, vol. 2, pp. 1001-1011 vol. 2, 7-11 Marzo 2004. Apartado III. * |
ROXIN, A. et al. "{}Survey of Wireless Geolocation Techniques"{} Globecom Workshops, 2007 IEEE, pp.1-9, 26-30 Noviembre 2007. Apartados IV.A.5) a IV.A.7). * |
ROXIN, A. et al. "Survey of Wireless Geolocation Techniques" Globecom Workshops, 2007 IEEE, pp.1-9, 26-30 Noviembre 2007. Apartados IV.A.5) a IV.A.7). * |
Also Published As
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