Definiciones

En este apartado se realizan una serie de definiciones de términos y conceptos, cuyo conocimiento y comprensión son necesarios para poder seguir correctamente las explicaciones realizadas a lo largo de esta tesis.

2.1.1 Puntos de emisión de radio.

Tal como se indicó en la Introducción del presente trabajo, las metodologías descritas en el mismo podrán ser aplicadas, sin necesitar ningún cambio conceptual, tanto a redes de comunicaciones móviles LTE ó 3G, como a despliegues WLAN.

Para remarcar esa independencia de la tecnología aplicada, el autor introduce aquí un nuevo concepto, que se usará a partir de ahora a lo largo del trabajo: el Punto de Emisión Radio, o REP (Radio Emission Point).

Se define el REP como el dispositivo final de la red de comunicaciones, de voz o datos, que realiza la emisión radio sobre la que se apoyan las técnicas de posicionamiento por radiofrecuencia, para determinar la ubicación del elemento móvil que se busca posicionar.

Según la anterior definición, si se trabaja con tecnologías WLAN, debemos entender que el REP es el punto de acceso Wi-Fi que finaliza la conexión de la red fija de datos. Si se trabaja con tecnologías móviles, el REP puede ser una femtocelda 3G, una small-cell LTE; o incluso una estación base o un nodo B, si la cobertura de éstos, aun estando pensada para entornos de exterior, fuera aplicable al entorno de interior sobre el que se trabaja para realizar el posicionamiento.

En el momento futuro en el que irrumpan definitivamente las redes heterogéneas, combinando accesos multitecnología, cada uno de esos accesos deberá funcionar de la forma correspondiente a la naturaleza de su tecnología, pero a efectos de la localización podremos considerar a todos ellos como “puntos de emisión radio”, o REP. Posiblemente crecerá la complicación de los algoritmos que trabajen con ellos, que deberán saber atender las diferentes características de las señales de radio de forma simultánea, pero la base conceptual debería ser la misma.

Un paso intermedio a realizar en esa dirección será el de las estructuras MIMO en LTE. Las estructuras MIMO (Multiple Input Multiple Output), emplean a la vez diferentes accesos de radio próximos entre sí para proporcionar un acceso “agregado” de un mismo usuario a la red de móviles. El objetivo que se pretende es incrementar el ancho de banda disponible para la transmisión de datos de ese abonado, en cualquiera de los dos sentidos de la comunicación

upstream y downstream, o bien repartir el citado ancho de banda entre distintos accesos radio,

balanceando de forma más óptima la carga de datos entre las distintas células disponibles en el entorno del usuario. Se pueden encontrar ciertas analogías de esta técnica con el “bonding” llevado a cabo en las tecnologías DSL, aplicando una idea similar a las estaciones de radio, en lugar de los pares de cobre.

En una estructura MIMO, las características básicas de la comunicación de datos (cobertura, ancho de banda disponible, etc) hay que evaluarlas a nivel del conjunto de elementos de radio que pertenecen a la estructura MIMO completa, pero cada uno de esas entidades emisoras debe considerarse como un REP independiente, a la hora de trabajar con las posibilidades de localización en interiores que nos ofrece esa estructura.

Respecto de las redes heterogéneas, una estructura MIMO ofrece la ventaja de que todos los REP pertenecen a la misma tecnología, y por tanto su uso para el objetivo del posicionamiento no difiere en nada del que se pueda llevar a cabo para células 3G, LTE o WLAN independientes.

2.1.2 Exactitud, precisión y error de posicionamiento.

Dentro del mundo del posicionamiento, el término “precisión” se emplea para describir la distribución del error entre la localización estimada y la real.

Así, la precisión se puede definir como el grado de certeza que tiene la tolerancia asociada a la estimación realizada. Es decir, dada una posición estimada, se garantiza con una cierta probabilidad que la posición real se encuentra a una distancia de ese punto menor o igual a la tolerancia indicada. La "tolerancia" también recibe la denominación de "error de posicionamiento".

Dicho de otra forma, si un hipotético sistema ofreciera una tolerancia o error de posicionamiento de T metros con una probabilidad P al estimar una posición concreta, entonces estaría indicando que se garantiza con esa probabilidad P que el punto (x,y) real donde se encuentra el objeto a posicionar, se halla dentro del área delimitada por un círculo de radio T metros, centrado en el punto (x’,y’) de posicionamiento estimado. La

Figura 2 representa estos conceptos.

Obviamente, el sistema será mejor cuanto menor error de posicionamiento y mayor probabilidad asociada presente. Un sistema ideal sería el que fuera capaz de ofrecer un error de posicionamiento nulo, con una precisión del 100%. Ese sistema estimaría de forma totalmente precisa la posición real de cualquier objeto móvil, en todas las circunstancias. Una forma sencilla de ofrecer valores concretos de precisión es hacerlo en forma de dupla, indicando por un lado una medida de “tolerancia” o “error de posicionamiento”, y por otro una “probabilidad” asociada a la misma.

2.1.3 Terminal, puntos de referencia y granularidad.

A continuación, se definen otros tres términos importantes que van a ser usados a lo largo de lo que resta de trabajo, y que han de añadirse a las anteriores definiciones realizadas en esta sección, en especial la relativa a los REP:

 Terminal en posicionamiento: Dispositivo móvil cuya localización debe ser realizada.

 Puntos de referencia: Son todos los puntos que pertenecen al mapa radio, y que

forman la base física del mismo. Para las localizaciones correspondientes a todos ellos, en el mapa radio se dispone de valores conocidos de potencia recibida, en relación a las REP situadas alrededor, medidos (o simulados) y guardados durante la fase de calibración del fingerprinting. Cada punto de referencia presente en la base de datos que contiene el mapa radio, se identifica por sus coordenadas físicas, normalmente en dos dimensiones: x e y.

 Granularidad del mapa radio: Expresa la densidad de puntos de referencia presentes

en el mapa radio de un determinado sistema. Esa densidad debe entenderse como la cantidad de puntos de referencia establecidos en la base de datos del mapa radio, por unidad de superficie del escenario real donde se lleva a cabo la localización. La Figura 3 explica de forma ilustrativa esta idea. Los puntos de esa figura representan la ubicación de los puntos de referencia para un par de mapas de radio distintos, uno con mayor y otro con menor granularidad.