1
Introduzione
L’esigenza di localizzare un utente mobile nasce, storicamente, soprattutto per motivi legati alla
sicurezza. Infatti, una direttiva della Federal Communication Commision (FCC) impose che negli Stati
Uniti d’ America, a partire dal ottobre 2001, tutte le chiamate di emergenza (E-911) provenienti da
cellulari dovessero essere localizzate con una accuratezza di 125 metri nel 67% dei casi.
Successivamente, le tecniche di radiolocalizzazione si sono rivelate molto utili anche per ulteriori
applicazioni.
La necessità di realizzare un sistema di radiolocalizzazione, dunque, è direttamente collegata
all’aumento dei sistemi wireless e all’introduzione, su larga scala, dell’uso della telefonia mobile;
dall’analisi effettuata da diversi centri di ricerca, si è constatato, infatti, che un’alta percentuale di
chiamate d’emergenza sono originate da utenti mobili: tali chiamate non ricevono la stessa qualità di
assistenza che possono avere le chiamate da rete fissa e ciò è dovuto ad una mancanza di
informazione legata alla posizione della chiamata. Nasceva da simili esigenze la direttiva della FCC
sopra richiamata, che ha stimolato la ricerca di algoritmi di localizzazione per reti cellulari e ha
consentito incremento un notevole sviluppo delle tecniche di wireless location. La FCC non
richiedeva una tecnica di localizzazione solo per l’ambiente indoor o solo per quello outdoor, ma una
tecnica compatibile per entrambi, estensibile a tutte le possibili e molteplici esigenze.
Oltre a necessità legate alle emergenze, possono essere quindi diverse le applicazioni che richiedono
una localizzazione di dispositivi emettitori, in ambienti wireless: monitoraggio e tracciabilità per
motivi di sicurezza; protezione da frodi; sistemi di trasporto intelligenti; gestione di flotte e di sistemi
cellulari. Per meglio comprendere le potenzialità dei servizi di radiolocalizzazione analizziamo una
sequenza parziale di applicazioni (Applicazioni governative, Applicazioni commerciali, Applicazioni
business, Applicazioni per gli operatori mobili etc.) che usufruiscono, o che usufruiranno, di sistemi di
radiolocalizzazione. Vediamo in dettaglio alcuni esempi che rientrano nelle suddette categorie.
Applicazioni Consumer: di un’accurata localizzazione potranno beneficiare pubblicità e
marketing: per esempio, le catene commerciali saranno in grado di determinare la posizione
di maggior concentrazione di utenze, intensificando la potenza attrattiva con luci e insegne,
e, utilizzando tale informazione, potranno pianificare l’installazione di nuovi centri
commerciali, etc. .
Asset Tracking: la wireless location technology può essere un utile supporto per svariate
applicazioni di sicurezza come individuazione e ritrovamento di bambini, pazienti o animali
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Introduzione
2
domestici dispersi. In più, una tecnologia del genere può essere utile nel tracciare la
dislocazione del personale in un ospedale o in un’azienda al fine di ottimizzare le prestazioni.
Si potrebbe pensare di costruire applicazioni, come guide interattive, guide allo shopping,
capaci di dirigere gli utenti direttamente ai negozi, o controllori di traffico, nei parcheggi, che
guidino le vetture alle postazioni libere. Grandi magazzini, aziende, ospedali, musei, centri
commerciali e campus sono solo alcuni dei potenziali fruitori di questa tecnologia.
Fleet Management: Molti gestori di “flotte” con un gran numero di mezzi, come la polizia,
veicoli di emergenza (ambulanze, vigili del fuoco etc…), o altri servizi, come quello taxi,
possono far affidamento sulla tecnologia wireless location, per guidare i loro veicoli in
maniera più efficiente, minimizzando i tempi di risposta. In più, dato che la maggior parte
degli automobilisti dispone di un telefono cellulare, la tecnologia può aiutare a rintracciare
tali telefoni e a ricavare, in tempo reale, informazioni sul traffico, utili per accrescere la
sicurezza dei trasporti.
Location Sensitive Billing and Fraud Detection: usando informazioni locali, date dagli utenti, i
providers possono offrire piani di chiamata e vari servizi con tariffazione diversificata in base
alle chiamate locali. Vi è la possibilità inoltre di avere un valido supporto per la gestione delle
frodi.
Network Optimization: le informazioni sulle posizioni dei vari utenti possono rivelarsi molto
importanti anche per l’operatore, in special modo per tutte quelle funzioni di Radio Resource
Management (RRM) che mirano al conseguimento di un’efficiente distribuzione del traffico
della rete.
Abbiamo elencato solo alcune delle possibili applicazioni ma gli analisti si aspettano che i sistemi di
localizzazione giocheranno un ruolo importante, in futuro, anche nel wireless market. A conferma di
ciò, i primi risultati, mostrano l’aumento crescente della domanda, anno per anno, dei diversi servizi.
In particolare l’analisi è stata fatta considerando una classificazione dei servizi che sfruttano la
posizione dell’utente in base alle applicazioni: Tracking e Navigazione (applicazioni di controllo),
Roadside Assistance (ottimizzazione percorsi attraverso l’analisi di traffico, lavori in corso,
manifestazioni), Informazioni locali (ricerca di fornitori di servizi a minima distanza con localizzazione
automatica su mappa, informazioni su orari di apertura, informazioni meteorologiche locali, servizi di
prenotazione), Tariffazione basata sulla posizione (tariffazione di tipo business legata all’aria di
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Introduzione
3
svolgimento attività lavorative, tariffa di tipo familiare per chiamate da casa o regione limitrofa,
tariffe miste luogo/orario, tariffe ridotte in aree specifiche.
Le tecniche di radiolocalizzazione quindi ricoprono ad oggi un ruolo fondamentale sia a livello
tecnologico sia a livello business ed è per tal motivo che, in questo lavoro di tesi, dopo aver
analizzato le caratteristiche e le limitazioni delle varie tecniche convenzionali proposte in letteratura
e già collaudate nei sistemi di radiolocalizzazione outdoor, si introduce un metodo innovativo
finalizzato alla localizzazione di una radiosorgente in ambiente urbano. Tale metodo sfrutta il
software EXACT, utilizzato per la simulazione della propagazione elettromagnetica in ambiente
urbano, e l’algoritmo di ottimizzazione numerica Hooke-Jeeves.
Nel corso del lavoro, viene affrontato lo studio della propagazione elettromagnetica in ambiente
urbano tramite simulatore EXACT ed è presentato l’algoritmo di localizzazione suddetto. La ricerca è
stata svolta su due livelli: sono stati delineati dapprima i criteri che stanno alla base del metodo;
successivamente si è passati alla progettazione e alla realizzazione di simulazioni in ambiente IDL per
validare il metodo proposto. Sono state sviluppate due varianti dell’algoritmo di localizzazione basate
su due metriche diverse, ognuna con caratteristiche proprie. L’obiettivo della tesi è valutare le
prestazioni delle due metriche al variare delle condizioni di funzionamento. In particolare,
l’attenzione è stata concentrata sull’analisi delle prestazioni del metodo di localizzazione in assenza e
in presenza di rumore. Il metodo realizzato è stato applicato a diversi scenari operativi, per valutarne
stabilità e adattabilità. I risultati ottenuti con le due differenti metriche sono stati confrontati al fine
di evidenziare, per ognuna, vantaggi e svantaggi.
4
CAPITOLO 1
Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
CAPITOLO 1 - METODI DI RADIOLOCALIZZAZIONE CONVENZIONALI
In questo Capitolo, si considerano le principali tecniche e sistemi di localizzazione, ponendo maggiore
attenzione ai sistemi di radiolocalizzazione convenzionali. Questi ultimi consentono di individuare la
posizione di un oggetto da opportune caratteristiche del segnale elettromagnetico. Analizzeremo le
diverse tecniche, sulla base della stima di una o più grandezze, mettendone in luce pregi e difetti.
I metodi di localizzazione si basano essenzialmente sulla misura di un parametro associato al segnale
elettromagnetico detto location parameter. E’ possibile classificare i metodi in base al dispositivo che
esegue tale misurazione: se la misura del parametro è compiuta dal dispositivo mobile (MSs, mobile
stations) allora si parla di sistemi self-positioning (detti anche handset based); se la misura del
location parameter è svolta da una o più stazioni fisse (FSs, fixed stations) allora si parla di sistemi
remote-positioning (oppure network based). In tali sistemi le misure dei parametri sono inviate a un
sistema centrale che, utilizzando relazioni di tipo geometrico, determina la posizione dell’oggetto da
localizzare.
Esistono, inoltre, alcuni sistemi ibridi come quelli handset based/network assisted oppure network
based/handset assisted [4],[5]. Nei sistemi del primo tipo la rete aiuta il mobile a svolgere le
operazioni di localizzazione fornendo informazioni aggiuntive come segnali ausiliari, coordinate dei
punti di riferimento oppure dati sui tempi di trasmissione delle stazioni base coinvolte. Nei sistemi
network based/handset assisted il mobile si limita a eseguire le misure dei location parameter
demandando il processo di localizzazione alla rete.
Le tecniche handset based richiedono modifiche hardware/software e questo può rappresentare uno
svantaggio in termini di consumi, a casa dell’autonomia delle batterie molto bassa. Infine, tali
modifiche obbligano gli utenti a un aggiornamento.
1.1 Tecniche di localizzazione
Le principali tecniche che consentono di stimare la posizione di un oggetto sono Triangulation e
Proximity [1]. I sistemi di localizzazione possono utilizzarle singolarmente o in maniera combinata.
Vediamo per ogni tecnica quali sono i concetti base e quali sono i sistemi di localizzazione che ne
fanno uso.
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
5
1.1.1 Triangulation
La Triangulation è una tecnica basata su alcune proprietà dei triangoli. In base ai parametri misurati
si parla di Lateration oppure Angulation. Nella Lateration la stima della posizione è ottenuta
misurando la distanza di un oggetto da una serie di punti di riferimento. Se si adotta un sistema di
riferimento bidimensionale, allora sono sufficienti tre punti non allineati (fig. 1.1), mentre, se si
utilizza un sistema di riferimento tridimensionale, allora sono necessari quattro punti non
complanari. Esistono vari modi per determinare la distanza tra l’oggetto da localizzare e i punti di
riferimento:
Misura diretta: è il metodo più semplice in cui le misure sono ottenute attraverso un
movimento o attraverso un’azione fisica. Ad esempio, possiamo adottare un metro oppure
un robot dotato di sonda. E’ evidente che questo metodo è impraticabile in scenari molto
vasti e complicati.
Tempo di volo: questo metodo consiste nel misurare il tempo impiegato da un oggetto che si
muove a una velocità nota per andare dall’oggetto ad un punto di riferimento P. L’oggetto
può essere anche in movimento, ad esempio un aereo; molto spesso si preferisce, però far
riferimento alla differenza tra l’istante in cui l’oggetto emette il segnale e l’istante di arrivo
nel punto P. La tecnica del tempo di volo è utilizzata per misurare la distanza percorsa dai
segnali radio, ma ciò richiede l’impiego di orologi ad altissima risoluzione.
Attenuazione: La stima della posizione di un oggetto è determinata basandosi sul fatto che il
segnale trasmesso subisce un’attenuazione prima di raggiungere il ricevitore. Nota la
funzione che lega l’attenuazione alla distanza, è possibile ricavare la posizione dell’oggetto
attraverso potenza misurata nel punto di riferimento P. Il segnale radio che viaggia nello
spazio libero verso il punto P, posto a distanza r dall’oggetto, subisce un’attenuazione di un
fattore
. In ambienti in cui sono presenti molti ostacoli, l’uso di questa tecnica non è
consigliabile giacché essa potrebbe fornire risultati poco accurati, per effetto dei fenomeni di
riflessione, diffrazione e multipath. In presenza di tali fenomeni l’attenuazione ha un
andamento diverso rispetto a quello che avrebbe nello spazio libero.
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
6
La tecnica Angulation consente di stimare la posizione di un oggetto attraverso angoli. Nel caso
bidimensionale tale stima può essere ottenuta utilizzando due angoli e la distanza tra i due punti di
riferimento (fig. 1.2). Se si utilizza un sistema di coordinate tridimensionale, è necessaria una misura
in azimut, oltre a 2 angoli ed una distanza. Per misurare gli angoli si può utilizzare un array di antenne
poste a una distanza nota l’una dall’altra. A questo punto è possibile ottenere l’angolo misurando i
tempi di arrivo e calcolando la differenza tra tali tempi.
Figura 1.2- Angulation
1.1.2 Proximity
La tecnica Proximity stima la posizione di un oggetto quando quest’ultimo è vicino a una posizione
nota. Il rilevamento della posizione può essere eseguito in tre modi diversi:
Rilevamento per contatto fisico: si sfruttano dispositivi come sensori al tatto, sensori di
pressione oppure campi rilevatori.
Rilevamento mediante punti di accesso: consiste nel rilevare un oggetto in base
all’appartenenza a uno o più punti di accesso di una rete wireless.
Figura 1.1 - Triangulation
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
7
Rilevamento attraverso sistemi di identificazione: questa tecnica di localizzazione fa uso
di sistemi di identificazione automatica. Tali sistemi interrogano il tag che può essere
posto sugli oggetti o sulle persone. I dispositivi che leggono i tag possono funzionare in
modo autonomo oppure manualmente.
1.2 Sistemi di localizzazione
I sistemi di localizzazione si possono dividere in 3 categorie: Dead-reckoning syste [2] , Proximity
systems e Radiolocation systems [3].
Dead-reckoning systems. Questa tipologia di sistema consente di determinare la
posizione di un oggetto tenendo conto delle posizioni da esso occupate in precedenza. Il
mobile è in grado di calcolare la propria posizione attraverso dei sensori che misurano la
velocità e la direzione di spostamento. I Dead-reckoning systems sono in grado di
localizzare l’utente all’interno di un’ellisse centrato nel punto stimato, nel 95% dei casi.
Un utente che si è spostato da un punto P
0
a un punto P
1
può essere individuato
all’interno dell’ellisse, dove l’asse AB è determinato dall’accuratezza del calcolo della
direzione di spostamento mentre l’asse CD è legato all’accuratezza di calcolo della
velocità di spostamento (fig.1.3)
Figura 1.3 - Dead-reckoning system
Proximity systems. Nei sistemi proximity, sono presenti diverse stazioni radio base (BS)
che coprono una determinata area. La posizione del mobile è ottenuta stabilendo quale
tra le diverse stazioni base sia quella più vicina al mobile. E’ naturale che questo tipo di
sistemi sia in grado di fornire una stima accurata della posizione se la rete di stazioni fisse
è molto fitta, in modo da coprire aree molto piccole, al fine di garantire un errore di
localizzazione accettabile. Possono essere considerati proximity systems i sistemi cellulari
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
8
poiché la posizione del mobile è stimata determinando la stazione radio base servente,
quindi la zona da essa coperta. In generale, si utilizza un numero di stazioni non molto
elevato per avere celle sufficientemente piccole da avere un errore accettabile.
Figura 1.4 - Proximity system
Radiolocation systems. Sono per noi quelli di maggiore interesse, ricavano la stima della
posizione del mobile in un fissato un sistema di riferimento, attraverso l’analisi del
segnale radio, ossia dei segnali elettromagnetici, trasmessi riflessi e ricevuti, che
viaggiano tra il mobile (Mobile Station) e una serie di stazioni base fisse (Radio Station) di
riferimento, di cui sono note le posizioni.
Un sistema di radiolocalizzazione esegue una stima di una o più grandezze fisiche associate al segnale
elettromagnetico, dette location parameters, e di un algoritmo di localizzazione che, dalle misure
ottenute, determina la posizione del terminale mobile.
Ogni misura determina una curva nel piano, detta line of position, sulla quale può trovarsi il
terminale. Eventualmente, si possono eseguire stime più precise considerando più coppie MS-BS
(stazioni base), che determinano diverse line of position, la cui intersezione fornisce la posizione
stimata.
Un sistema di radiolocalizzazione può essere di tipo handset based oppure network based.
Analizziamo adesso alcuni metodi di radiolocalizzazione.
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
9
1.2.1 Metodi di radiolocalizzazione
In questo paragrafo analizzeremo come viene compiuta la stima della posizione in relazione alle
caratteristiche del segnale misurate [6] . In fig.1.5 sono mostrati tutti i metodi di radiolocalizzazione.
1.2.1.1 Signal Strength Analysis
La tecnica Signal Strength [7],[14] sfrutta il principio di Triangulation, in particolare la tecnica
Lateration. L’idea che sta alla base di questa tecnica è che un segnale che si propaga nello spazio
subisce un’attenuazione. Nota una funzione lega tale attenuazione A alla distanza d, è possibile
ricavare la distanza del terminale mobile misurando la potenza ricevuta. Nel modello di propagazione
nello spazio libero la legge di attenuazione è la seguente:
(
)
dove rappresenta la lunghezza d’onda associata al segnale. Nota la potenza trasmessa Pt e quella
ricevuta, l’attenuazione è ricavata dalla relazione seguente:
La conoscenza dell’attenuazione permette di ricavare la stima della distanza alla quale si trova il
terminale mobile. Tuttavia, questa informazione non sufficiente per la localizzazione perché l’oggetto
da localizzare potrebbe trovarsi su un punto qualsiasi della circonferenza di raggio d, come mostrato
in fig.1.6:
Figura 1.5 - Classificazione delle tecniche di radiolocalizzazione
Tecniche di
radiolocalizzazione
Signal
Strength
Analysis
Cell-ID AoA ToA TDoA FDoA
Multi-
path
Analysis
Tecniche
ibride
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
10
Per questo motivo sono necessarie almeno tre stazioni base, che misurano la distanza tra ciascuna
stazione e il mobile. Le misure ottenute danno luogo a tre circonferenze, il cui punto d’intersezione è
la posizione del terminale (fig.1.7).
Questo metodo risente dei fenomeni di shadowing e/o fading, a causa dei quali la legge di
attenuazione della potenza non è legata soltanto alla distanza, per cui la stima è affetta da un errore
di localizzazione molto elevato. Gli errori dovuti allo shadow fading possono essere combattuti
operando preliminarmente delle misure di signal strength contours sulle stazioni base. Comunque
questo tipo di approccio richiede una topografia conveniente e richiede che i contours siano
progettati per ciascuna BS. Nonostante questo problema, la tecnica Signal Strength è comunque
utilizzata per il pregio di non richiedere alcuna modifica, hardware e software, né sul terminale
mobile né sulla stazione base.
1.2.1.2 Cell-ID (RD ID Based)
Il metodo di localizzazione Cell-ID [13](Cell-Identification) è più semplice e veloce. Esso impiega la
tecnica Proximity e si fonda sulla limitatezza della copertura delle antenne, dovuta al fatto che un
segnale che si propaga nello spazio libero subisce un’attenuazione. La posizione del terminale è
approssimata con quella della stazione radio base con la quale il terminale è in comunicazione. In un
sistema cellulare, al fine di identificare la stazione radio base più vicina, le celle sono organizzate in
Figura 1.6
Figura 1.7 - Signal strength analysis
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
11
gruppi, ciascuno dei quali è contrassegnato da un Location Area Identifer (LAI) ed è servito da una
stazione radio base. Ogni cella del LAI è identificata mediante un Cell-ID (C1, C2, ecc.).
Figura 1.8 - Cell-ID Based
Ogni stazione radio base comunica ai dispositivi di queste celle il LAI e il Cell-ID. Nei sistemi remote-
positioning la rete centrale conosce il LAI e il Cell-ID quando si trova in modalità attiva, ad esempio
quando è in corso una chiamata. In questo caso il terminale si può trovare in un punto qualsiasi del
settore della cella identificata e la sua posizione, sebbene imprecisa, coincide con quella stazione
base servente. La rete, quando il cellulare è in modalità inattiva, conosce solo il LAI ossia il gruppo di
celle in cui è posto il dispositivo, per cui la posizione del terminale è identificata con la stazione base
indipendentemente dalla sua reale posizione all’interno del gruppo di celle.
Nei sistemi di tipo self-positioning il terminale comunica continuamente con la stazione radio base,
scambiando informazioni e messaggi e quindi è a conoscenza del Cell-ID in ogni istante. La posizione
è identificata da quella della stazione, pur non essendo quella reale.
Figura 1.9 - Cell ID
Il vantaggio di tale metodo di localizzazione è quello di non richiedere modifiche hardware né sul
dispositivo mobile né sull’infrastruttura di rete. Tuttavia, il Cell-ID, presenta un’accuratezza molto
bassa e legata alle dimensioni delle celle. L’accuratezza aumenta quando le dimensioni della cella
diminuiscono e quindi l’accuratezza è maggiore nelle aree urbane mentre è più bassa in quelle rurali.
Per migliorare l’accuratezza, il Cell-ID è combinato con altre tecniche di localizzazione. Ad esempio, le
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
12
reti GSM adottano il Cell-ID+ TA (Time Advance) mentre nelle reti UMTS si usa il Cell-ID+RTT, dove
RTT sta per Round Trip Time.
1.2.1.3 Cell-ID + Signal Strength
Il terminale mobile esegue le misure delle potenze provenienti dalle stazioni radio base e invia tali
informazioni alle stazioni stesse. In questo modo è possibile determinare la stazione base che serve
meglio il dispositivo e quindi la distanza di tale dispositivo dalla stazione base. La posizione è quindi
individuata combinando la tecnica Cell-ID alla potenza del segnale. Il punto di forza di questa tecnica
è di non richiedere modifiche hardware perché impiega le misure che il terminale esegue
periodicamente; tuttavia, la combinazione delle due tecniche risente delle fluttuazioni di potenza
dovute a fenomeno quali caratteristiche climatiche e fading.
1.2.1.4 Cell-ID+ Time Advance
L’accuratezza del Cell-ID può essere migliorata utilizzando il Time Advance (TA). Il Time Advance
rappresenta una stima del ritardo impiegato dal segnale elettromagnetico per propagarsi nello spazio
libero. La posizione del mobile è ricavata dall’identificativo della stazione oppure del settore e dalla
stima del ritardo. Una volta localizzata la stazione, il ricevitore può trovarsi in un qualsiasi punto della
corona o del settore circolare centrato nella stazione servente.
1.2.1.5 Angolo di Arrivo (AoA)
Il metodo Angle of Arrival (AoA) [4][6][8][9], detto anche Direction of Arrival (DoA), usa l’angolo di
arrivo di un segnale ai fini della localizzazione. Una volta determinato l’angolo, la posizione
dell’oggetto è un punto qualsiasi della semiretta che ha origine nella stazione base ed è orientata
nella direzione stimata. Per questa ragione, affinchè possa essere stimata la posizione del terminale,
sono necessarie due stazioni base poste in due punti e poi utilizzare la tecnica della triangolazione.
Non occorrono altre misure, poiché due rette s’intersecano in un solo punto.
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Capitolo 1 – Metodi di radiolocalizzazione convenzionali
13
Figura 1.10 - Metodo AoA
Il metodo AoA richiede un complesso sistema di antenne direttive (smart antennas), con lobo
principale del diagramma di radiazione molto stretto e diretto verso una direzione assegnata, che
lavorano insieme per determinare l’angolo di arrivo. Gli algoritmi di localizzazione utilizzano le
differenze di fase dei segnali che giungono al sistema di antenne della stazione base. I sistemi di
antenne sono costituiti da elementi trasmittenti elementari, strettamente distanziati e
geometricamente posti in maniera opportuna. La distanza tra ciascun elemento è, tipicamente, meno
della metà della lunghezza d’onda del segnale, il che è sufficiente a garantire una buona stima. La
risoluzione delle stime aumenta al crescere della distanza tra le antenne.
Anche se il metodo offre una soluzione pratica per la localizzazione wireless, presenta non pochi
inconvenienti. Affinché le stime siano accurate, è fondamentale che i segnali trasmessi dai dispositivi
mobili provengano da una direzione priva di ostacoli, cioè dalla direzione Line-of-Sight (LoS). In
assenza di cammino LoS, la direzione di ricezione non è generalmente quella in cui si trova
effettivamente il mobile. Inoltre, la presenza di multipath può disturbare la corretta misurazione
angolare anche in condizioni LoS. Se i punti di scattering si trovano solo nelle vicinanze del mobile, i
diversi raggi ricevuti provengono quasi dalla stessa direzione e ci si può attendere quindi che la
localizzazione sia sensata, anche se imprecisa. Non è così, invece, se tali punti sono nelle vicinanze
della stazione. Il metodo AoA è perciò poco affidabile negli ambienti urbani in cui sono previste celle
di piccole dimensioni e antenne sotto il livello dei tetti. D ’altro canto però, anche se questo sistema
di antenne consente di incrementare la capacità di localizzazione del sistema, la loro installazione è
Ricevi informazioni sui nostri servizi, sulle offerte e non perdere news e consigli su università e lavoro.
