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Contribución al diseño optimizado de sistemas de posicionamiento Ultra-Wideband e integración en redes y servicios móviles

Chóliz Muniesa, Juan
Hernández Solana, María Ángela (dir.) ; Valdovinos Bardají, Antonio (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2011

ISBN: 9788469498972, 9788469498972

Abstract: La tecnología Ultra-Wideband (UWB) se está posicionando en los últimos años como una de las más prometedoras de cara al despliegue de sistemas de localización en interiores. Su gran ancho de banda conlleva una alta resolución temporal, lo que permite estimar el tiempo de llegada de una señal y con ello la distancia entre dos dispositivos con una elevada precisión. El diseño de algoritmos para la estimación de distancias y para el cálculo de la posición en base a las distancias estimadas ha centrado un gran esfuerzo investigador en los últimos años. No obstante, en general estos estudios se centran casi exclusivamente en la optimización de los algoritmos, eludiendo aspectos prácticos como el diseño de la arquitectura funcional, el procedimiento de envío de la información asociada entre los distintos elementos del sistema o el consumo de recursos asociado al servicio de posicionamiento. Por otra parte, aunque existen algunos sistemas de localización basados en UWB en el mercado, éstos utilizan UWB únicamente para la estimación de distancias, realizándose la comunicación entre los distintos elementos del sistema mediante otras tecnologías, generalmente cableadas. Sin embargo, la evolución futura tiende hacia el diseño de sistemas UWB que combinan transmisión de datos y localización (por ejemplo, en el marco del estándar IEEE 802.15.4), con el objetivo de ganar flexibilidad en el despliegue y reducir los costes y complejidad de estos sistemas. En este escenario está todavía más claro que la precisión no será el único criterio para evaluar el sistema de localización, sino también la cantidad de recursos utilizados, ya que va a tener un impacto en la capacidad de transmisión y localización del sistema. En este contexto, esta tesis contribuye al desarrollo global de nuevos sistemas de posicionamiento basados en UWB, incorporando todos los aspectos mencionados anteriormente: desde la estimación de las distancias y posiciones hasta el impacto de la arquitectura funcional del sistema y de los correspondientes procedimientos de intercambio de señalización y mapeado de la misma sobre los recursos disponibles. Además de la aplicación directa de los sistemas de localización para el despliegue de servicios de posicionamiento en sectores como el industrial, sanitario o de ocio, las redes 3G/4G, y en particular sistemas como LTE-Advanced o UMTS, plantean como objetivos avanzados el soporte extensivo de servicios de posicionamiento, con el propósito de mejorar los servicios ofrecidos a los usuarios, e incluso mejorar la gestión de recursos de la propia red, estando estas áreas de investigación en auge en los últimos años. En esta tesis se analizan las potenciales aplicaciones del conocimiento de la localización en la mejora de los servicios ofrecidos a los usuarios y de la gestión de los recursos radio. Sin embargo, la integración de UWB con otras tecnologías radio exige garantizar la coexistencia libre de interferencias. Ello ha sido objeto de múltiples estudios y ha resultado en una normativa restrictiva por parte de los organismos reguladores, aunque en algunos casos, como la colocación de UWB y otra tecnología en un mismo dispositivo, es necesario realizar estudios adicionales. En la presente tesis se analiza tanto el marco regulatorio de UWB como la coexistencia con otras tecnologías radio, complementando los estudios existentes en la literatura con estudios propios relativos a las tecnologías que presentan un mayor interés, con especial atención a UMTS como tecnología de acceso a servicios basados en localización.

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