Indoor localization with 5G technology: a performance evaluation of uplink positioning methods and non-line of sight (NLOS) detection Localization with 5G Technology: a Performance Evaluation of Uplink Positioning Methods and Non-Line of Sight (NLOS) Detection

The development of localization systems represents an expanding field of research with applications across multiple sectors. In recent years, studies have also focused on user localization within indoor spaces, extending the application range beyond the outdoor environment. In particular, systems based on Fifth Generation (5G) technology have been studied as promising solutions for indoor localization, overcoming the limitations of Global Navigation Satellite Systems (GNSS), which are affected by signal reflection, attenuation, and scattering issues. This thesis analyzes positioning methodologies based on uplink signal reception, which is employed to extract time and angle measurements for estimating the user’s position. An important aspect of indoor environments is the effect of multi-path, which complicates accurate positioning estimation. To mitigate this issue, a technique for identifying Line of Sight (LOS) and Non-Line of Sight (NLOS) measurements has been implemented, demonstrating a significant improvement in trajectory estimation accuracy. Two scenarios have been simulated: one for estimating a static position and one for estimating a dynamic trajectory. The simulation results highlight that the integration of time and angle measurements provide higher precision and reliability, both in the static and dynamic scenarios, compared to the separate use of the two methodologies.

Lo sviluppo dei sistemi di localizzazione rappresenta un campo di ricerca in espansione, con applicazioni estese a molteplici settori. Negli ultimi anni, gli studi si sono focalizzati anche sulla localizzazione dell’utente all’interno di spazi chiusi, estendedno il campo di applicazione oltre l’ambiente outdoor. In particolare, i recenti sistemi basati sulla tecnologia di Quinta Generazione (5G) sono stati studiati come soluzioni promettenti per la localizzazione indoor, superando le limitazioni dei sistemi Global Navigation Satellite System (GNSS), affetti da problemi di riflessione, attenuazione e scattering del segnale. Questa tesi analizza le metodologie di posizionamento basate sulla ricezione del segnale in uplink. Quest’ultimo viene impiegato per l’estrazione delle misure di tempo e di angolo, al fine di stimare la posizione dell’utente. Un aspetto importante nei contesti indoor è l’effetto del multi-path, che rende complessa una stima accurata del posizionamento. Per attenuare questo problema, è stata implementata una tecnica di identificazione delle misure in Line of Sight (LOS) e Non-Line of Sight (NLOS), migliorando significativamente la precisione nella stima della traiettoria. Sono stati simulati due scenari: uno per la stima di una posizione statica e uno per la stima di una traiettoria dinamica. I risultati delle simulazioni hanno evidenziato che l’integrazione delle misurazioni di tempo e angolo consente una maggiore precisione e affidabilità, sia nello scenario statico che in quello dinamico, rispetto all’uso separato delle due metodologie.