Η αυξανόμενη ζήτηση κινητών τηλεφώνων οδήγησε στην εισαγωγή του κυτταρικού ή κυψελοειδούς συστήματος κινητής ραδιοτηλεφωνίας (Cellular mobile radio). Σύμφωνα με το σύστημα αυτό διαιρείται η προς εξυπηρέτηση περιοχή σε εξάγωνα - Kυψέλες ή Κύτταρα - καθένα από τα οποία περιλαμβάνει ένα πομπό χαμηλής ισχύος τοποθετημένο στο σταθερό σταθμό (σταθμός κυττάρου Σ.Κ.). Κάθε σταθμός κυττάρου είναι συνδεμένος σε ένα τηλεφωνικό κέντρο κινητής ραδιοτηλεφωνίας (ΤΚΚΡ), που έχει πρόσβαση στο αστικό και υπεραστικό τηλεφωνικό δίκτυο. Το κέντρο αυτό διαθέτει κατάλληλο ηλεκτρονικό εξοπλισμό και ελέγχει όλη την περιοχή. Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας μελετάμε την διαδικασία κυψελοειδούς σχεδιασμού και εξετάζουμε τις παραμέτρους που την επηρεάζουν. Επιπλέον διεξάγουμε πειραματικές μετρήσεις στην περιοχή της Πάτρας, οι οποίες μας οδηγούν σε σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με τον σχεδιασμό ενός κυτταρικού συστήματος κινητης τηλεφωνίας. Στο 1ο κεφάλαιο παραθέτουμε απαραίτητα στοιχεία και έννοιες, όπως για παράδειγμα η ¨κάλυψη¨(coverage), που αφορούν στον κυψελοειδή σχεδιασμό, ενώ στο 2ο κεφάλαιο παρουσιάζουμε θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των συστημάτων ασύρματων επικοινωνιών GSM και TETRA. Στο 3ο κεφάλαιο αυτό επιχειρούμε να εμβαθύνουμε στην έννοια του σχεδιασμού κυψελοειδών κυτταρικών συστημάτων. Υπάρχουν κάποιοι γενικοί στόχοι που πρέπει ένα κυτταρικό σύστημα να ικανοποιεί, όπως η κατάλληλη ράδιο κάλυψη, η ελαχιστοποίηση του κόστους και η υψηλή ποιότητα υπηρεσιών, όμως οι μέθοδοι σχεδιασμού που οδηγούν στην υλοποίηση του κατάλληλου συστήματος που θα ικανοποιεί τους παραπάνω στόχους ποικίλουν. Κάθε μέθοδος αποτελεί μια ξεχωριστή προσέγγιση σχεδιασμού με τις δικές τις συνθήκες, το δικό της κυτταρικό και μαθηματικό μοντέλο. Στο 4ο κεφάλαιο μελετάμε ορισμένα σημαντικά χαρακτηριστικά των καναλιών εξασθένισης και εξετάζουμε την επιρροή τους στην απόδοση ενός συστήματος διαμόρφωσης με κωδικοποίηση. Ακόμα, θεσπίζουμε όρια μέτρησης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώσουν την απόδοση των καναλιών εξασθένισης. Η εξασθένιση εμφανίζεται λόγω μείωσης του ραδιοσήματος μεταξύ πομπού και δέκτη όταν παρεμβάλλονται αντικείμενα και λόγω ανάκλασης και διασποράς του σήματος. Επίσης, η λαμβανόμενη ισχύς σήματος μειώνεται ανάλογα με την απόσταση μεταξύ πομπού και δέκτη. Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζουμε και σχολιάζουμε τις μετρήσεις που πραγματοποιήσαμε στη περιοχή των Πατρών. Σκοπός των μετρήσεων είναι η αξιολόγηση της λαμβανόμενης στάθμης σήματος από τον κινητό χρήστη σε διαφορετικά περιβάλλοντα και περιοχές με ποικιλία χαρακτηριστικών, όσο αφορά στη γεωγραφία, τη δόμηση και άλλους παράγοντες. Τέτοιες πειραματικές μετρήσεις, στην περιοχή ενδιαφέροντος, αποτελούν βασική προϋπόθεση για να ¨στηθεί¨ ένα σύστημα κυψελοειδούς κυτταρικού σχεδιασμού. Εξ’ άλλου, η στάθμη σήματος αποτελεί το ιδανικό εργαλείο για να βγάλουμε συμπεράσματα ως προς την κάλυψη (coverage) και τα κανάλια εξασθένισης (fading channels), τα οποία εξετάσαμε σε προηγούμενα κεφάλαια. / -

To θέμα του εντοπισμού των κινητών τηλεφώνων έχει τραβήξει την προσοχή τα τελευταία χρόνια εξαιτίας των απαιτήσεων της Ομοσπονδιακής Επιτροπής Επικοινωνιών για το Enhanced 911 η οποία είναι μια υπηρεσία συναγερμού. Τα ασύρματα συστήματα επικοινωνίας 3ης γενιάς ηταν τα πρώτα που υιοθέτησαν στρατηγικές εύρεσης θέσης στα στάνταρντ τους. Στην διαδικασία της εύρεσης της θέσης υπάρχουν 3 βασικές κατηγορίες μετρήσεων που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε. Η πρώτη εκτιμά το κινητό βασίζοντας τις μετρήσεις στην λαμβανόμενη ισχύ σήματος. Η δεύτερη κάνει χρήση των χρόνων άφιξης ή της διαφοράς των χρόνων άφιξης στους σταθμούς βάσης. Η τρίτη κατηγορία έχει να κάνει με τις γωνίες άφιξης στους σταθμούς βάσης. Όλες οι παραπάνω κατηγορίες μετρήσεων υποβαθμίζονται έντονα από την NLOS διάδοση. Η απουσία ενός LOS μονοπατιού μπορεί να βλάψει σημαντικά την εκτίμηση της πραγματικής θέσης του κινητού. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η συγκριτική αξιολόγηση και μελέτη κάποιων δημοφιλών τεχνικών εντοπισμού θέσης απλών και υβριδικών κάτω από διαφορετικά ΝLOS περιβάλλοντα και σε συνδυασμό με άλλες εξίσου σημαντικές παραμετρους όπως ειναι το διαθέσιμο πλήθος σταθμών βάσης σε μια περιοχή, η γεωμετρία ή με άλλα λόγια η θέση του κινητού σε σχέση με τους σταθμους βάσης. Προτείνεται επίσης και μια υβριδική τεχνική για την αντιμετώπιση των παραπάνω καταστρεπτικών επιπτώσεων του NLOS φαινομένου. / The problem of mobile location estimation has recently drawn attention due to Federal Communications Commission (FCC) demands of Enhanced-911 (E911) emergency service. Third Generation (3G) wireless systems were the first to adopt location estimation techniques into their standards. There are three basic types of measurements that can be used for location estimation. The first type includes Received Signal Strength measurements. The second type uses Time of Arrival or Time Difference of Arrival measurements of the signal to the base stations. The third type deals with Angle of Arrival measurements of the received signal. The subject of this work is the comparative evaluation and study of certain popular, simple and hybrid location estimation techniques, under different NLOS environments and in conjunction with other equally important parameters such as the number of available base stations, the geometry of the problem and the position of the mobile relative to the base stations. A hybrid method is also suggested for mitigating the destructive consequences of the NLOS effect.