1、 Rec. UIT-R SM.1598 1 RECOMENDACIN UIT-R SM.1598 Mtodos de radiogoniometra y localizacin de seales de acceso mltiple por divisin en tiempo y acceso mltiple por divisin de cdigo (Cuestin UIT-R 28/1) (2002) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que el desarrollo considerable de
2、 las redes de telefona celular aumenta el riesgo de interferencia dentro de las redes y entre redes, especialmente en las fronteras de los pases en los bordes de las zonas de cobertura de las estaciones que funcionan con diferentes operadores y/o en el caso de bandas de frecuencias compartidas o ban
3、das adyacentes; b) que el mantenimiento de un elevado nivel de calidad de servicio reviste una importancia fundamental, tanto para los operadores como para los usuarios del servicio; c) que es necesario proporcionar a los operadores y a los organismos reguladores los instrumentos necesarios para inv
4、estigar las interferencias perjudiciales; d) que las tcnicas utilizadas en esas redes requieren mtodos radiogoniomtricos aceptables, e) que las reclamaciones por interferencias relativas a las redes celulares modernas son a menudo difciles de resolver; f) que los sistemas que utilizan tecnologas de
5、acceso mltiple por divisin en tiempo (AMDT) y acceso mltiple por divisin de cdigo (AMDC) constituyen una parte importante de los servicios de radiotelefona que actualmente funcionan en el mundo; g) que actualmente se encuentran disponibles en el mercado, equipos que permiten realizar medidas de radi
6、ogoniometra de seales digitales, recomienda 1 que en las estaciones de comprobacin tcnica fijas y mviles se introduzcan las capacidades de radiogoniometra de seales AMDT y AMDC que utilizan la sincronizacin; 2 que el proceso de radiogoniometra emplee principios similares a los que figuran en el Anex
7、o 1 y los mtodos que se describen en los Anexos 2 y 3. ANEXO 1 Proceso de radiogoniometra y localizacin de seales AMDT y AMDC Con respecto a la radiogoniometra de seales AMDT y AMDC, se recomienda intentar una identificacin preliminar de la seal, antes o durante el proceso de radiogoniometra, a fin
8、de poder utilizar los mtodos radiogoniomtricos aplicables a esas seales. Con ese propsito, resulta interesante asociar las tcnicas radiogoniomtricas con las tcnicas de identificacin preliminar. En efecto, en cuanto a precisin y cuando se trata de fuentes mltiples las tcnicas cooperativas son ms efic
9、aces que los mtodos no cooperativos. 2 Rec. UIT-R SM.1598 Un radiogonimetro capaz de procesar seales discontinuas como las de AMDT, AMDC o dplex por divisin en el tiempo debe, por lo tanto, permitir la aplicacin sucesiva de varios mtodos destinados a mejorar la precisin de la radiogoniometra en un c
10、ontexto a ciegas y en tiempo real en una primera etapa, de conformidad con los mtodos habituales recomendados en el Anexo 2. El objeto de la radiogoniometra deber ser el registro monocanal o, preferentemente, multicanal de la seal. La identificacin preliminar de la seal mediante intercorrelacin con
11、seales de prueba, se deber efectuar en tiempo real o en tiempo ligeramente diferido. Y Si el proceso de identificacin preliminar falla, la radiogoniometra en contexto a ciegas como se describe en el Anexo 2 (mtodos de sincronizacin y finalmente de alta resolucin) se puede llevar a cabo en tiempo rea
12、l o en tiempo diferido (con una seal registrada multicanal) para obtener una mayor precisin angular, a la vez que aumentan las capacidades de discriminacin de las fuentes en entornos medianamente difciles (trayectorias mltiples, fuentes mltiples). Si el proceso de identificacin preliminar es satisfa
13、ctorio, la radiogoniometra se puede llevar a cabo en un contexto de cooperacin tal como se describe en el Anexo 3, en tiempo real o tiempo diferido (con una seal registrada multicanal) para obtener una mayor precisin angular, a la vez que aumentan de manera considerable las capacidades de discrimina
14、cin de las fuentes en entornos desfavorables (trayectorias mltiples, contexto de fuentes mltiples de alta densidad). ANEXO 2 Contexto a ciegas de radiogoniometra de seales AMDT Si no se identifica, o no se puede identificar, la forma de onda mediante el proceso de identificacin preliminar y no se di
15、spone de informacin sobre un posible parmetro de discriminacin dentro de la seal (entorno de contexto a ciegas), se recomienda aplicar los siguientes mtodos de radiogoniometra: Todos esos mtodos se pueden mejorar utilizando antenas directivas, realizando un reconocimiento previo de sus parmetros tcn
16、icos (portadora, anchura de banda, tipo de modulacin, duracin de los intervalos, etc.), cuando estn disponibles, y efectuando mediciones mltiples (por proceso de triangulacin, proceso de radiorrecalada, etc.). La interferometra tradicional o correlativa (secuencial o en paralelo con canales mltiples
17、) se puede acoplar a una sincronizacin de seal mediante deteccin de energa. El principio de la interferometra es el clculo del retardo de fase entre las seales obtenidas en varios sensores y la comparacin entre el resultado obtenido y un cuadro de calibrado, a fin de obtener la direccin de la fuente
18、. Sincronizar la activacin del radiogonimetro con el instante de llegada de los intervalos de tiempo determinado mediante un clculo de la energa de la seal tiene numerosas ventajas: el radiogonimetro se activa durante la duracin efectiva de un intervalo de tiempo; salvo en el caso de interferencia e
19、ntre intervalos de tiempo, (vase ms adelante), el radiogonimetro funciona sobre una seal procedente de una fuente nica. Rec. UIT-R SM.1598 3 La ventaja de un radiogonimetro en paralelo con respecto a uno secuencial radica en que no se necesita realizar la conmutacin de antena. Por consiguiente, la i
20、ntegracin ms prolongada de la seal proporciona una ganancia y una precisin adicionales de aproximadamente 7 dB para una medicin efectuada durante un intervalo de tiempo. Los mtodos habituales de alta resolucin, como el algoritmo MUSIC, para tratar situaciones de recepcin ms complejas suponen interfe
21、rencia, condiciones de propagacin desfavorables, etc. El principio de esa tcnica se basa en el clculo y la reduccin de la matriz de autocorrelacin de la seal recibida en cada sensor de la red de antenas. Esos mtodos requieren una potencia de clculo y retardos mayores que la interferometra correlativ
22、a. Las ventajas de esas tcnicas son las siguientes: Son ms precisas que la interferometra correlativa. Efectan la radiogoniometra incluso en situaciones de emisiones mltiples o de interferencia (se puede realizar con interferencia de densidad baja a media, segn el nmero de elementos de antena). La r
23、adiogoniometra se lleva a cabo incluso en condiciones de propagacin multitrayecto. Adems, al igual que para la interferometra correlativa, es posible sincronizar la activacin de los radiogonimetros con el instante de llegada de los intervalos de tiempo de las seales AMDT, obtenindose las numerosas v
24、entajas sealadas en el prrafo precedente. La tcnica de la diferencia de tiempo de llegada (TDOA, time difference of arrival) se basa en la intercorrelacin de las seales digitales recibidas en un conjunto de sensores sncronos y suficientemente distantes como para permitir la localizacin hiperblica de
25、 la fuente. El principio bsico de ese mtodo en una geometra bidimensional es el siguiente: para un transmisor nico, si se considera un par de antenas sncronas (A, B) situadas a una distancia conveniente, el proceso de intercorrelacin de la seal recibida en cada antena A y B proporciona una TDOA AB,
26、y la localizacin correspondiente del transmisor estar dada por una rama HABde hiprbola definida por la posicin de las antenas A y B y por la TDOA AB. Si se considera otro par de antenas sncronas distantes (A, C) y el mismo proceso de intercorrelacin de la seal recibida en cada antena A y C, la posic
27、in correspondiente del transmisor estar dada por la rama HACde una hiprbola definida como antes por la posicin de las antenas A y C, y por la TDOA AC. Por consiguiente, la posicin del transmisor vendr determinada por la interseccin de las ramas HAB yHACde las hiprbolas. Cabe observar que incluso en
28、una situacin de transmisor nico, pueden producirse ambigedades geomtricas, por lo que la precisin depende en gran medida de la configuracin geomtrica. Este problema se puede resolver utilizando antenas directivas o mediante un proceso de radiogoniometra adicional. En un contexto de fuentes mltiples,
29、 la tcnica TDOA se puede mejorar mediante el uso de antenas directivas, lo que permite limitar el campo angular explotado, los riesgos de ambigedad causados por transmisores mltiples y el peligro de asociacin falsa de las TDOA con respecto a los diferentes transmisores. Adems, las antenas directivas
30、 pueden limitar el nmero de mediciones sncronas a slo dos antenas. Luego, la posicin hiperblica se puede utilizar para aumentar la precisin obtenida a partir de las mediciones angulares o para resolver ambigedades. 4 Rec. UIT-R SM.1598 1598-01BA cABc ACCABcBCcABFIGURA 1Localizacin TDOA a ciegasSecto
31、r angulardefinido por ladirectividad de laantena en el punto AFuentelocalizada SFuente eliminadapor el nguloHA,B: d(B, M d(A, M) = cABPunto localizado SHA,B: d(B, Md(A, M) = cABHA,B: d(C, M) d(B, M) =cABHA,B:d(C,Md(A,M)=cABSemi rama de hiprbolaRama de hiprbolaRamadehiprbolaRamadehiprbolaPrincipio de
32、 localizacin hiperblicamediante TDOAPrincipio de localizacin por combinacinTDOA y directividad de la antenaTambin se puede recurrir a la tcnica TDOA como mtodo a ciegas con respecto a la forma de onda de espectro ensanchado (AMDC). Asimismo, se puede utilizar en contexto de cooperacin, pero tiene me
33、nos inters que las tcnicas recomendadas ms adelante, en el marco de este estudio. Ya sea a ciegas o en cooperacin, se estudia la aplicacin de las tcnicas TDOA para la localizacin de llamadas de emergencia a travs de la infraestructura de red celular. ANEXO 3 Contexto cooperativo para formas de onda
34、AMDT y AMDC de cdigo abreviado o conocido En este caso, que se aplica a seales que utilizan AMDT o AMDC con cdigos abreviados, la forma de onda tiene parmetros normalizados incluidos en canales de servicios y de trfico, emitidos de manera continua o a intervalos de secuencias conocidas presentes en
35、los intervalos AMDT, los cdigos PILOT o los cdigos de sincronizacin en el caso de protocolos AMDC, etc. En lo que sigue, a esas seales se les llamar seales conocidas: La interferometra tradicional o correlativa, secuencial o en paralelo se acopla a una sincronizacin de la seal mediante intercorrelac
36、in. El principio de la interferometra consiste en calcular el retardo de fase entre las seales obtenidas en diversos sensores, y efectuar la comparacin entre el resultado y un cuadro de calibracin a fin de determinar la direccin de la fuente. El hecho de sincronizar el activador de radiogoniometra c
37、on el instante de llegada de los intervalos de tiempo determinados por el clculo de intercorrelacin de la seal con una secuencia de referencia incluida en la seal presenta mayores ventajas en comparacin con las tcnicas a ciegas. El inters adicional radica en la mejora del proceso de sincronizacin, q
38、ue es ms preciso y ms fiable gracias a la explotacin de secuencias conocidas de la seal. Rec. UIT-R SM.1598 5 Esta tcnica resulta suficiente en numerosos casos prcticos de entorno de baja densidad. La interferometra cooperativa en paralelo se basa en la determinacin de una referencia de fase en cada
39、 sensor mediante intercorrelacin total o parcial de la seal recibida con la seal discriminatoria (en el caso de protocolos AMDC que utilizan cdigos largos (IS 95, Globalstar) se puede considerar una intercorrelacin solamente parcial). El conjunto de retardos de fase se compara con los valores de un
40、cuadro de calibrado. Esta tcnica presenta mltiples ventajas: permite sacar provecho de una ganancia significativa de deteccin gracias a la intercorrelacin multicanal, lo cual mejora en gran medida la sensibilidad del radiogonimetro y sus resultados en el contexto de fuentes mltiples; la resolucin ob
41、tenida de mediciones no elaboradas de la fase es de aproximadamente cTS/2 a cTS, donde TSrepresenta la duracin de un smbolo (o de un segmento en el caso de una sincronizacin sobre cdigos de protocolos AMDC). La precisin es an mayor con relaciones C/(N + I) suficientemente elevadas. Esta medida bsica
42、 intrnsicamente exacta permite mejorar al mismo tiempo la convergencia de la localizacin (es decir, limitar el nmero de marcaciones que se han de efectuar), su precisin y su fiabilidad; permite separar las fuentes que situadas en la misma banda cuando utilizan secuencias, palabras o cdigos de sincro
43、nizacin diferentes, lo que permite trabajar en un con-texto de misin mltiple cuando las fuentes presentan distintas caractersticas discriminatorias o estn separadas por un retardo de tiempo superior a la duracin de algunos smbolos; permite efectuar cmputos, medir porcentajes de ocupacin (ocupacin de
44、 intervalos de tiempo en el caso de protocolos AMDT y ocupacin de cdigos en el caso de protocolos AMDC) y asociar localizacin y mediciones tcnicas. Tcnicas multicanal adaptables basadas en la explotacin de las matrices de autocorrelacin e intercorrelacin de la seal con las secuencias de referencias
45、contenidas en ella. Con respecto a esas tcnicas, existen dos enfoques posibles: Mtodo genrico de sincronizacin multicanal y radiogoniometra de alta resolucin (MUSIC, ESPRIT y mtodos derivados, etc.), previamente mencionado, que mejora los resultados del radiogonimetro por interferometra en contexto
46、de fuentes mltiples o cuando aparecen dificultades de propagacin (trayectos mltiples). Mtodo de sincronizacin multicanal y separacin de fuentes mediante tcnicas adaptables y radiogoniometra especializada de alta resolucin: Los mtodos de filtrado adaptable para sincronizacin utilizan filtros adaptabl
47、es espaciotemporales y optimizan la deteccin y la recepcin de fuentes AMDT o AMDC. Efectan la demodulacin de las seales emitidas a la vez que rechazan las seales interferentes. Permiten, en particular, corregir las situaciones de interferencia cocanal y de canal adyacente en las redes celulares o en
48、 las redes que utilizan fuentes mltiples; la localizacin de las fuentes se obtiene mediante su identificacin (por ejemplo, en el caso de una red GSM, se demodula y se decodifican los canales de radiobaliza para extraer los datos de identificacin de las estaciones de base, como BSIC, CI y LAC en las redes GSM, lo que proporciona 6 Rec. UIT-R SM.1598 sus posiciones previa consulta del operador, y para extraer los datos de sincronizacin -nmero de trama- que permiten sincronizar los r
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