Tensor-based tracking schemes for time-delay estimation in GNSS multi-antenna receivers

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017.Embora os receptores GNSS (Global Navigation Satellite Systems) alcancem atualmente alta precisão ao processar sua localização geográfica sob condições de Linha de Visão (Line of Sight), erros devido a interferência por componentes multipercurso e ruído são as fontes mais degradantes desse sistema. A fim de resolver a interferência multipercurso, receptores baseados em múltiplas antenas tornaram-se o foco de pesquisa e desenvolvimento tecnológico devido ao fato de que podem mitigar a ocorrência de multipercurso fornecendo as melhores estimativas para o atraso do sinal transmitido, que é um parâmetro relevante para determinar a geolocalização do usuário. Neste contexto, abordagens tensoriais baseadas em modelos PARAFAC (PArallel FActor Analysis) têm sido propostas na literatura, proporcionando um ótimo desempenho. Como essas técnicas são baseadas em subespaços, considerando um cenário de rastreamento em tempo real, o cálculo de uma EVD (Eigenvalue Decomposition)/SVD (Singular Value Decomposition) completa para estimativa de subespaço de sinal em cada instante de amostragem não é adequado, devido a razões de complexidade. Portanto, uma alternativa para reduzir o tempo de computação (Time of Computing) de estimativas de subespacos tem sido o desenvolvimento de algoritmos de rastreamento de subespaço. Este trabalho propõe o emprego de dois esquemas de rastreamento de subespaços para fornecer uma redução no desempenho computacional geral das técnicas de estimativa de atraso de tempo baseadas em tensores.Although Global Navigation Satellite Systems (GNSS) receivers nowadays achieve high accuracy when processing their geographic location under conditions of Line of Sight (LOS), errors due to interference by multipath and noise are the most degrading sources of accuracy. In order to solve the multipath interference, receivers based on multiple antennas have become the focus of technological research and development due to the fact they can mitigate multipath occurrence providing best estimates to the transmitted signal time-delay, which is a relevant parameter for determining the user’s geolocation. In this context, tensor-based approaches based on PArallel FActor Analysis (PARAFAC) models have been proposed in the literature, providing optimal performance. As these techniques are subspace-based, considering a real-time tracking scenario, the computation of a full Eigenvalue Decomposition (EVD)/Singular Value Decomposition (SVD) for signal subspace estimation at every sampling instant is not suitable, due to complexity reasons. Therefore, an alternative to reduce the Time of Computing (ToC) of subspace estimations has been the development of subspace tracking algorithms. This work proposes the employment of two subspace tracking schemes to provide a reduction in the overall computational performance of tensor-based time-delay estimation techniques