REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Z naraščanjem števila aplikacij, ki zahtevajo zavedanje lokacije, narašča tudi potreba po
lokalizaciji v notranjih prostorih. Zaradi zahtev po natančni oceni lokacije, robustnosti na
večpotno razširjanje, enostavni namestitvi in razširljivosti z uporabo nizkocenovnih naprav
se disertacija osredotoča na dva pristopa v merilni fazi lokalizacije: ocenjevanje smeri prihoda
(ang. direction of arrival, DoA) z arhitekturami z eno radiofrekvenčno (ang. radio
frequency, RF) signalno potjo ter ocenjevanje razdalje z metodo fazne razlike na več nosilnih
frekvencah (ang. multi-carrier phase difference, MCPD). V obeh primerih je ocenjen
parameter pridobljen iz meritev faze nosilca, zato sta obe tehniki občutljivi na neidealnosti
strojne opreme, ki so pri nizkocenovnih napravah izrazitejše. Disertacija preučuje
mehanizme v strojni opremi, ki popačijo fazne meritve in povzročijo sistematični prirastek
ocene, ter razvije pristope za njegovo zmanjšanje, primerne za naprave z omejenimi viri.
Prvi del disertacije obravnava ocenjevanje DoA z arhitekturami z eno RF signalno potjo.
Najprej analizira fazne napake, ki jih povzroča preklopno antensko polje (ang. switched
antenna array, SAA), potrebno za pridobivanje prostorskih vzorcev za ocenjevanje smeri.
Predstavljen je celovit postopek načrtovanja SAA, s poudarkom na zmanjševanju faznih
nesimetrij med preklopnimi antenskimi elementi in RF potmi, ki omogoča natančno ocenjevanje
DoA brez kalibracije polja ter s tem enostavnejšo in cenejšo postavitev sistema.
Nato disertacija preučuje, kako neusklajenost med napravami, zlasti odmik vzorčnih frekvenc
(ang. sampling frequency offset, SFO) in odmik nosilnih frekvenc (ang. carrier
frequency offset, CFO), povzroča fazne napake pri ocenjevanju DoA. Pokazano je, da zaporedni
prostorski prelet po antenskih elementih povzroči fazne napake, ki se lahko sklopijo
s fazami zaradi DoA, kar povzroči sistematični prirastek oceni. Predlagan je učinkovit pristop
zmanjšanja prirastka, ki temelji na vrstnem redu aktivacije anten, s katerim vplivamo
na fazne napake posameznih anten.
Disertacija se nato preusmeri na določanje razdalje z metodo MCPD in analizira, kako
neusklajenost med napravama vpliva na ocenjevanje razdalje. Najprej obravnava, kako
SFO spremeni čase vzorčenja faze, kar pri linearnem frekvenčnem preletu povzroči linearen
trend faznih napak in s tem prirastek oceni razdalje. Predlagan je učinkovit pristop
zmanjšanja prirastka, ki temelji na uporabljenem vrstnem redu nosilcev in izniči linearen
trend faznih napak. Poleg tega disertacija analizira vpliv frekvenčno odvisnega CFO na
oceno razdalje, ki je posledica tvorjenja nosilcev na osnovi fazno sklenjene zanke. Tak
vpliv lahko povzroči linearen trend fazne napake v odvisnosti od frekvence nosilcev in s
tem prirastek oceni razdalje. Za zmanjšanje prirastka predlagamo načrtovanje časovnega
diagrama z uporabo tehnik časovne diferencialne korekcije in pristopa zamenjave vlog.
Predlagani pristopi ublažitve vpliva neusklajenosti se razlikujejo od konvencionalnih
pristopov ocenjevanja in popravljanja faznih napak ter skupnega ocenjevanja parametrov,
ki za učinkovito zmanjšanje fazne napake zahtevata dodatne meritve, daljši opazovalni
čas in večjo računsko obremenitev. Predlagani pristopi temeljijo na načrtovanju zaporedja
preklapljanja in časovnega diagrama z zanemarljivo dodatno računsko zahtevnostjo
in merilnim časom.