Telefonia celular

Telefonía Celular
En un sistema de telefonía celular, la zona total de cobertura se divide en pequeñas regiones denominadas celdas, cada una de las cuales es servida por una estación base (BS) ubicada en las coordenadas (Xi Yj). Cuando una unidad móvil (MS, teléfono celular), ubicada en la posición (xi yj) realiza una llamada, su señal es captada por las distintas estaciones base (BS)localizadas a su alrededor. La señal recibida por las BSs son enviadas a una central de procesamiento donde, mediante complejos algoritmos computacionales, se selecciona la estación base que tomará la llamada (Stüber, 1997). En cada BS que recibe la señal es posible determinar algunos parámetros que permiten obtener información sobre la localización del móvil, tales como el ángulo de arribo de la señal(qi), la distancia recorrida (di), el tiempo de vuelo o arribo de la señal (ti), la potencia de la señal de arribo, etc.
Técnicas de Localización de MS
Existe una variedad de técnicas básicas para la localización geográfica de móviles celulares, técnicas que se basan en la medida de los parámetros mencionados y que explotan la geometría presente en un sistema celular. Entre estas técnicas losmétodos que se centran en la red celular, podemos encontrar las técnicas que emplean la distancia recorrida por la señal, la cual se obtiene midiendo la potencia de la señal recibida o su tiempo de arribo. La distancia así obtenida es relativa a la estación base receptora. Según cómo se utilice esta información se obtienen diferentes interpretaciones geométricas, elíptica, esférica e hiperbólica.Técnicas de localización esféricas. Estas técnicas se basan en la intersección de esferas centradas en un conjunto de estaciones base y cuyo radio corresponde a la distancia absoluta entre el móvil y cada estación base. Si consideramos un sistema de localización esférico usando N estaciones base, la localización del móvil se obtiene al interceptar las esferas descritas por
 
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donde di: distanciadesde el MS hasta la i-ésima estación base. Una desventaja de esta técnica es que para obtener los tiempos de arribo de la señal y conocer las distancia recorridas, es necesario una sincronización perfecta entre el MS y cada estación base. Esto último, sin embargo, no es una limitante, pues algunos sistemas de telefonía celular, tales como TDMA requieren tener tal sincronización.
Técnicas delocalización elípticas. La suma de dos distancias relativas a estaciones base diferentes describe una elipse, o un elipsoide en el caso tridimensional. Al contar con diferentes mediciones, se obtienen diferentes curvas que, al interceptarlas, proporcionan la ubicación geográfica del móvil. La ubicación del móvil esta restringida a un elipsoide descrito por
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donde (Xi, Yi, Zi) y (Xj, Yj, Zj) definenlas posiciones de las estaciones i y j; y (x, y, z): posición del móvil; y Rij: suma de las distancias desde el móvil a cada estación.
Así, la localización del móvil puede ser determinada inequívocamente por la intersección de tres elipsoides. Nótese que el mínimo número de antenas para resolver el problema de localización es 3. Sin embargo, mediciones redundantes permiten mejorar la exactitud yresolver ambigüedades en la solución. Debido al carácter aditivo, no obstante, esta técnica puede duplicar el efecto de distorsiones comunes en las dos rutas de propagación hacia los receptores en consideración. Sin embargo, el carácter variante de los canales de comunicación entre el móvil y cada BS pudiera producir perturbaciones contrarias en signo, donde el efecto aditivo de esta técnicatendería a cancelar dicha perturbación.
Técnicas de localización hiperbólicas. Los métodos basados en esta técnica estiman la posición de la fuente (MS) por la intersección de hiperboloides descritos por la medición de la diferencia de recorrido de las señales que arriban a dos estaciones base. La diferencia del recorrido entre dos receptores se reduce a determinar la diferencia en el tiempo de...