Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado Nº 1.939


Aluno: Gustavo Pimentel Bittencourt
Orientador: Prof. Daniel Carvalho da Cunha
Título: Um estudo sobre a geração de gridmaps irregulares para localização 
de estações móveis em ambientes sem fio
Data: 27/11/2020
Hora/Local: 8h – Virtual –  Interessados em assistir entrar em contato com  o aluno
Banca Examinadora:
Prof. Divanilson Rodrigo de Sousa Campelo (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Ugo Silva Dias(Universidade de Brasilia (UnB) / Departamento de Engenharia Elétrica)
Prof. Daniel Carvalho da Cunha  (UFPE / Centro de Informática)


RESUMO:

A melhoria contínua e o aprimoramento dos sistemas para localização de 
estações móveis em ambientes sem fio, constitui um dos principais desafios 
técnicos associados a ascensão do conceito de cidades inteligentes. Entre 
as técnicas de localização outdoor disponíveis, aquelas baseadas em 
fingerprinting de rádio frequência (RF fingerprinting), são capazes de 
fornecer uma boa acurácia para estimativa de localização, agregado a um 
baixo custo energético e de implementação. Em geral, seu funcionamento 
consiste em dividir uma área de cobertura em uma malha quadricular 
(gridmap) e definir um vetor com características de RF para cada célula 
dessa malha. O objetivo final é garantir que cada célula dessa malha possa 
ser unicamente identificada através do vetor de características de RF que 
lhe foi atribuído. A principal característica dessa malha quadricular é que 
as células encontram-se uniformemente espaçadas, além disso, a quantidade 
de células presentes em um gridmap determina a complexidade computacional associada ao modelo de localização. Recentemente, alguns estudos introduziram um conceito de gridmap que privilegia a distribuição de 
células em determinada região em detrimento de outras. Quando comparado aos gridmaps de malha quadricular, essa distribuição irregular das células na 
região de cobertura, acarretou em uma diminuição da complexidade 
computacional necessária para assegurar que o erro associado a estimativa 
de localização não ultrapasse um determinado limite. Esse limite máximo 
para o erro é tipicamente imposto por órgãos reguladores, como ocorre com a 
US Federal Communications Commission (FCC), que impõe 50 metros como o erro máximo para chamadas de emergência. Diferentemente dos trabalhos 
anteriores, esse estudo propõe uma generalização sobre alguns dos conceitos 
que definem um gridmap irregular, introduzindo novas técnicas e algoritmos 
para automatizar seu processo de geração. Para validar a influência dos 
algoritmos de geração sobre a acurácia do sistema de localização, foram 
realizados experimentos utilizando o módulo LENA LTE da ferramenta Network Simulator 3 (NS-3). Em seguida, foi efetuada uma avaliação com 4.617  medições RF, obtidas na cidade de Recife/PE para o padrão de telefonia móvel LTE com portadora na faixa de 1,8 GHz. Os resultados indicam que, quando confrontado com o gridmap de malha quadricular, o gridmap irregular proporcionou uma redução significativa na complexidade computacional  necessária para satisfazer as exigências atuais da FCC para o erro de  localização horizontal.

Palavras-chave: Location-Based Services (LBS), Irregular Gridmap, RF 
fingerprinting, Received Signal Strength (RSS), Weighted K-Nearest Neighbor 
(WK-NN)

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