Identificación de las medidas sin línea de visión directa en un sistema UWB de localización

Abstract

El objetivo de este proyecto es el de lograr una identificación de señales UWB (Ultra Wide Band) de forma que se pueda hacer una distinción entre señales, con línea de visión directa o sin ella, con una determinada probabilidad de éxito. Para poder llevar a cabo esto, vamos a servirnos del kit EVK1000 del fabricante DecaWave. Este trabajo se puede dividir en dos partes: primero una parte teórica y de introducción para después entrar en la parte experimental, siendo ésta última la más importante y la que es el grueso del proyecto. En el apartado teórico se expone por qué se escoge la tecnología UWB para la localización en interiores. Después, se exponen teóricamente los dos procedimientos utilizados para intentar discernir si la señal tiene línea de visión directa o no. En el apartado experimental, se realizan mediciones en primer lugar en distintos lugares de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de tal forma que tengamos muestras con línea o sin línea de visión directa. Una vez tomadas esas medidas, se plantean los dos procedimientos de identificación que se van a usar, que son el ratio potencia del primer camino frente a potencia total y el RMS Delay Spread, para definir un umbral de decisión para cada procedimiento. Una vez obtenidos los umbrales, se realizan mediciones en otros lugares, de forma que este segundo conjunto de medidas sea totalmente independiente del anterior. Con estas medidas, y gracias a los procedimientos nombrados anteriormente, se ponen a prueba los procedimientos obtenidos anteriormente. Además, se realizará el cálculo de la probabilidad de error de ambos procedimientos, ya que se sabe a priori si las medidas son LOS o NLOS, para comprobar el grado de eficacia de dichos procedimientos. Para tratar los datos de las mediciones se exportan los logs que crea el kit de DecaWave a MatLab/Octave, donde según el procedimiento de identificación se procesarán o los datos de potencia que el kit proporciona o la gráfica de la señal.

The objective of this project is to achieve an identification of UWB signals so that a distinction can be made between signals, with or without direct line of sight, with a certain probability of success. In order to carry out this, we are going to use the EVK1000 kit from the manufacturer DecaWave. This work can be divided into two parts: first a theoretical and introductory part to later enter the experimental part, the latter being the most important and the one that is the bulk of the project. In the theoretical section, it is explained why UWB technology is chosen for indoor location. Then, the two procedures used to try to discern whether the signal has direct line of sight or not are theoretically presented. In the experimental section, measurements are taken first in different places of the Higher Technical School of Engineering in such a way that we have samples with or without line of direct vision. Once these measures are taken, the two identification procedures to be used are outlined, which are the ratio of the power of the first path versus the total power and the RMS Delay Spread, to define a decision threshold for each procedure. Once the thresholds are obtained, measurements are made in other places, so that this second set of measurements is completely independent of the previous one. With these measurements, and thanks to the procedures named above, they will be compared with those previously obtained. In addition, the calculation of the probability of error of both procedures will be carried out, since it is known a priori whether the measurements are LOS or NLOS, to verify the degree of effectiveness of said procedures. To process the measurement data, the logs created by the DecaWave kit are exported to MatLab/Octave, where according to the identification procedure, the power data that the kit provides or the graph of the signal will be processed.