Contribución al incremento de la seguridad aeroportuaria mediante el desarrollo de algoritmos eficientes de localización basados en técnicas de trazado de rayos sobre redes wlan

Abstract

En la presente Tesis se han desarrollado novedosas técnicas de localización orientadas a incrementar la seguridad aeroportuaria en zonas de estacionamiento de aeronaves, donde los sistemas actuales de localización por satélite y radar convencionales no ofrecen la suficiente cobertura y precisión. Las nuevas técnicas de localización desarrolladas se apoyan en la información suministrada por potentes herramientas de simulación basadas en trazado de rayos, que reproducen con gran fidelidad los mecanismos reales de la propagación radioeléctrica. Estas técnicas permiten obtener información sobre los valores de la potencia recibida y sobre los retardos temporales producidos entre los distintos rayos, debido al efecto multicamino producido en entornos Wlan. Mediante estas técnicas se consigue incrementar notablemente la exactitud en la localización, pudiendo llegar al orden de centímetros en función del mallado empleado, muy por encima de las prestaciones obtenidas con otras técnicas de localización, frecuentemente basadas en los niveles de potencia de la señal. Los algoritmos desarrollados se encuentran englobados en las denominadas técnicas fingerprinting, que se han optimizado mediante el uso de distintos métodos de detección, métricas alternativas de distancia y otras técnicas refinadas con el fin de incrementar su exactitud. La metodología seguida consiste en analizar la información suministrada por el trazado de rayos de la simulación radioeléctrica sobre un escenario, información que incluye los valores de las distancias, retardos de propagación y valores del campo eléctrico en los puntos de análisis, debido a los diferentes efectos multicamino entre los rayos (rayo directo, reflejado, difractado y cualquier combinación de los anteriores) y, a partir de ella, estimar de forma muy exacta la posición de un conjunto de móviles aleatoriamente distribuidos. Se trata, por tanto, de un estudio teórico respaldado por la precisión de una herramienta de simulación. Para validar las técnicas se han simulado diferentes escenarios reales tanto de interior como de exterior (incluyendo secciones del Aeropuerto de Madrid-Barajas) utilizando la potente herramienta newFASANT, validada empíricamente a través de medidas reales de valores de potencias y retardos por diferentes empresas como Motorola, Telefónica y EADS. Los resultados demuestran que, utilizando como punto de partida los resultados obtenidos mediante técnicas de trazado de rayos, es posible el despliegue y utilización de servicios y aplicaciones de radio-localización de alta precisión en entornos críticos que demanden altos requisitos de seguridad