Multipath tracking techniques for millimeter wave communications

L'obiettivo di questo elaborato è studiare il problema del tracciamento efficiente e continuo dell'angolo di arrivo dei cammini multipli dominanti in un canale radio ad onde millimetriche. In particolare, viene considerato uno scenario di riferimento in cui devono essere tracciati il cammino diretto da una stazione base e due cammini riflessi da ostacoli in diverse condizioni operative e di movimento dell'utente mobile. Si è assunto che l'utente mobile può effettuare delle misure rumorose di angolo di arrivo dei tre cammini, uno in linea di vista e gli altri due non in linea di vista, ed eventualmente delle misure di distanza tra esso e le tre "sorgenti" (ad esempio ricavandole da misure di potenza ricevuta). Utilizzando un modello "spazio degli stati", sono stati investigati due diversi approcci: il primo utilizza un fitraggio di Kalman direttamente sulle misure di angolo di arrivo, mentre il secondo adotta un metodo a due passi in cui lo stato è rappresentato dalle posizioni della stazione base e dei due ostacoli, dalle quali vengono valutate le stime degli angoli di arrivo. In entrambi i casi è stato investigato l'impatto che ha sulla stima la fusione dei dati ottenuti dai sensori inerziali integrati nel dispositivo, ovvero velocità angolare ed accelerazione del mobile, con le misure di angolo di arrivo. Successivamente ad una fase di modellazione matematica dei due approcci, essi sono stati implementati e testati in MATLAB, sviluppando un simulatore in cui l'utente possa scegliere il valore di vari parametri a seconda dello scenario desiderato. Le analisi effettuate hanno mostrato la robustezza delle strategie proposte in diverse condizioni operative.