Αξιολόγηαη ακρίβειας τεχνικής εντοπισμού θέσης με χρήση παραμέτρου του Δικτύου LTE

Abstract

Η θέση μιας κινητής συσκευής και κατ’ επέκταση του χρήστη της είναι χρήσιμη μέχρι και απαραίτητη σε αρκετές εφαρμογές. Οι κυριότερες αφορούν εντοπισμό ανθρώπων σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης και εφαρμογές πλοήγησης. Τα τελευταία χρόνια ιδιαίτερη ανάπτυξη έχουν οι εμπορικές εφαρμογές προσαρμογής υπηρεσίας με βάση τη θέση. Ως εκ τούτου είναι σημαντική η δυνατότητα εντοπισμού θέσης. Οι απαιτήσεις κάθε εφαρμογής όσο αφορά την ακρίβεια του εντοπισμού της θέσης όπως επίσης τις ιδιαιτερότητες της εφαρμογής, όπως για παράδειγμα εάν αφορά εσωτερικούς χώρους, καθορίζουν και τις τεχνικές οι οποίες είναι κατάλληλες για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Η τεχνολογία Global Positioning System (GPS) είναι από τις πρώτες τεχνολογίες που έχουν χρησιμοποιηθεί για εντοπισμό θέσης και είναι ευρέως διαδεδομένη. Με την ανάπτυξη των δικτύων κινητής τα τελευταία 20 χρόνια και ακόμη περισσότερο τη διάδοση των έξυπνων κινητών τα τελευταία 10-15 χρόνια, έχουν αναπτυχθεί παράλληλα μέθοδοι εντοπισμού θέσης με χρήση παραμέτρων του δικτύου κινητής. Η μεταπτυχιακή διατριβή αυτή εστιάστηκε στην αξιολόγηση της ακρίβειας εντοπισμού θέσης με χρήση μίας παραμέτρου χρονισμού του δικτύου 4G, το οποίο αποτελεί την τελευταία εξέλιξη των δικτύων κινητής. Η παράμετρος άφιξης του σήματος (Time of Arrival) αποτελεί παράμετρο η οποία είναι διαθέσιμη στα δίκτυα διευκολύνοντας την υλοποίηση μηχανισμών εντοπισμού θέσης σε υφιστάμενα δίκτυα και συσκευές. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής διατριβής αυτής υλοποιήθηκε προσομοίωση σε λογισμικό ενός δικτύου κινητής, τοποθετώντας την κυψέλη πάνω από κτήριο. Το κτήριο υλοποιήθηκε σε δύο διαφορετικά περιβάλλοντα, στο πρώτο ήταν απομονωμένο ενώ στο δεύτερο βρίσκεται σε ένα αστικό περιβάλλον με άλλα κτήρια να το περιβάλλουν. Στην προσομοίωση μετρήθηκαν οι τιμές της παραμέτρου Time of Arrival. Στη συνέχεια εφαρμόστηκε αλγόριθμος εντοπισμού θέσης της κινητής συσκευής και υπολογισμού του σφάλματος σε σχέση με την πραγματική θέση της κινητής συσκευής. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης κατέδειξε μια αρκετά καλή ακρίβεια εντοπισμού της θέσης, με μέσο σφάλμα γύρω στα 12-13 μέτρα. Τέτοια επίπεδα ακρίβειας είναι συχνά ικανοποιητικά για κάποιες σημαντικές εφαρμογές, όπως για παράδειγμα τον εντοπισμό ανθρώπων σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Στα πλαίσια μελλοντικών κατευθύνσεων ερευνητικής εργασίας, θα μπορούσε να γίνει εξομοίωση και ανάλυση των δεδομένων με τη χρήση αλγορίθμων μεγαλύτερης πολυπλοκότητας οι οποίοι θα έδιναν πιθανότητα μεγαλύτερη ακρίβεια εντοπισμού θέσης. Μια άλλη κατεύθυνση ερευνητικής εργασίας θα μπορούσε να είναι η σύγκριση σε μία κοινή εξομοίωση διαφόρων τεχνικών που κάνουν χρήση παραμέτρων των δικτύων κινητής, επιτρέποντας έτσι την άμεση σύγκριση των διαφόρων τεχνικών αφού θα έχουν όλες υλοποιηθεί κάτω από τις ίδιες συνθήκες.