seado na FFT
Muito tem se pesquisado a respeito da aquisi¸c˜ao baseada na FFT proposta por [van Nee & Coenen 1991]. Este m´etodo ´e eficiente apenas em software, pois sua
52 CAP´ITULO 5. RESULTADOS
implementa¸c˜ao em hardware ´e cara. Devido a isso, muito receptores ainda adotam o m´etodo tradicional que ´e mais lento, mas tem um baixo custo de hardware. Testes preliminares indicam que o algoritmo proposto tem desempenho semelhante ao da FFT se tratando da busca direcionada em sinais fortes, pois em alguns testes reali- zados o desempenho m´edio foi igual. No entanto, uma compara¸c˜ao mais detalhada precisa ser feita para que se possa afirmar algo. Nesse trabalho n˜ao ser´a abordada essa compara¸c˜ao.
As buscas realizadas tanto com o m´etodo da FFT retirado de [Tsui 2005] quanto com o algoritmo proposto, retornaram o mesmo resultado. Os sat´elite identificados foram os mesmo no dois algoritmos, assim como suas frequˆencias e fases. As fases do m´etodo com FFT ainda precisa passar por um c´alculo para se obter a fase real, pois o retorno ´e baseado em termo de n e n˜ao nas 1023 fases existentes. Por exemplo, se a fase do algoritmo proposto for 1023, a fase do algoritmo da FFT estaria em torno de 11999. A figura 5.8 mostra a compara¸c˜ao do gr´afica de correla¸c˜ao para dois sat´elites com o m´etodo que utiliza a FFT e o algoritmo proposto.
5.5. COMPARA ¸C ˜AO COM O M ´ETODO DE AQUISI ¸C ˜AO BASEADO NA FFT53
(a) Correla¸c˜ao com Sinal de 1 pelo m´etodo da FFT (b) Correla¸c˜ao com Sinal 1
(c) Correla¸c˜ao com Sinal 10 pelo m´etodo da FFT (d) Correla¸c˜ao com Sinal de 10
Figura 5.8: Estes s˜ao gr´afico gerados pelo algoritmo da FFT(esqueda) e o algoritmo proposto `a direita. As frequˆencias s˜ao exatamente as mesmas. Na fase h´a uma diferen¸ca devido `a subamostragem utilizada no algoritmo proposto que n˜ao foi feita na FFT.
Cap´ıtulo 6
Conclus˜ao
O Brasil ainda n˜ao possui tecnologia no desenvolvimento de receptores de GPS. Apesar de haver interesse, ainda n˜ao se tem receptores produzidos nacionamente. Esta pesquisa ´e importante para fomentar a pesquisa em tecnologias que venham trazer seguran¸ca ao pa´ıs. Sistemas de nageva¸c˜ao s˜ao considerados estrat´egicos por v´arios pa´ıses. H´a uma forte tendˆencia em que pa´ıses como China, R´ussia, Jap˜ao est˜ao desenvolvendo os seus pr´oprios sistemas de navega¸c˜ao. No Brasil isso ainda ´e pouco realista a curto prazo, mas o controle dos receptores que o pa´ıs utiliza ´e fact´ıvel a m´edio prazo. Nesse sentindo esse trabalho foi desenvolvido para a constru¸c˜ao de um receptor nacional.
Muitos m´etodos de aquisi¸c˜ao de sinais de sat´elites de GPS tˆem sido desenvolvidos para tentar melhorar o tempo de aquisi¸c˜ao. Grande parte do esfor¸co se concentra na utiliza¸c˜ao de algoritmos baseados na FFT, que implica em um maior custo de implementa¸c˜ao. Existe ainda uma falta de m´etodos que tenha a performance do dom´ınio da frequˆencia da FFT e o baixo custo do algoritmo no dom´ınio do tempo. Nesse sentindo, foi desenvolvido neste trabalho um algoritmo que consegue alto desempenho e baixo custo. O m´etodo desenvolvido mostrou-se capaz de fazer a detec¸c˜ao dos sinais de sat´elite em tempos comercialmente aceit´aveis utilizando as mesmas opera¸c˜oes simples do m´etodo implementado no dom´ınio do tempo.
Ainda hoje, devido ao baixo custo, o algoritmo no dom´ınio do tempo ainda ´e amplamente utilizado. O pre¸co a pagar ´e o tempo de aquisi¸c˜ao que ´e maior. Nesse sentido, desenvolvemos um algoritmo que pode suprir as necessidades de tempo e custo.
Embora precise comparar o algoritmo desenvolvido com as diversas estrat´egias de aquisi¸c˜ao existentes tanto no dom´ınio da frequˆencia quanto no tempo, pode ser notado que este m´etodo consegue tempos que o torna aceit´avel para uso. Pˆode-se reduzir o tempo sem precisar adicionar estruturas mais complexas como a FFT. O
56 CAP´ITULO 6. CONCLUS ˜AO
algoritmo manteve a simplicidade do m´etodo convencional no dom´ınio do tempo reduzindo a complexidade e o tempo de aquisi¸c˜ao.
Al´em disso, uma importante contribui¸c˜ao foi a defini¸c˜ao de um novo limiar ba- seado na variˆancia de picos. Esse limiar se mostrou bastante eficaz quando aplicado em varia¸c˜oes relativas de valores de picos.
6.1
Trabalhos Futuros
Algumas atividades ainda precisam serem feitas ou melhoradas. ´E preciso ve- rificar a possibilidade de paraleliza¸c˜ao de alguma partes sequenciais do algoritmo desenvolvido. O paralelismo utilizado age sob uma grande quantidade de c´odigo que acredita-se ser paraleliz´avel. Al´em disso, a an´alise de complexidade precisa ser feita para saber o percentual de redu¸c˜ao efetiva em rela¸c˜ao a opera¸c˜oes efetivamente realizadas.
Outro poss´ıvel avan¸co seria implementar essa estrat´egia em GPU, pois acredita- se que possa ser melhorado o tempo al´em de reduzir o consumo. O consumo do GPS ´e um fator que ainda limita o seu uso extensivo em dispositivos port´ateis. Por fim, verificar a possibilidade de integra¸c˜ao com outros tipos de sistema de navega¸c˜ao por sat´elite, como por exemplo o Galileu. J´a existem receptores multi-constela¸c˜ao e muitas pesquisas est˜ao indo na dire¸c˜ao desse tipo de receptor.
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Apˆendice A
Informa¸c˜oes adicionais
A.1
Algoritmo de gera¸c˜ao de C´odigos CA.
1 # include < stdio .h > 2 # include < math .h > 3 # include < stdlib .h > 4 5 struct m a t r i z R e s u l t a d o { 6 int d o p p l e r I n d e x ; 7 int p h a s e I n d e x ; 8 long double c [5000]; 9 }; 10
11 void getCA (int * code ,int satNumber , int chiprate , int fs , int
n _ s a m p l e s ) { 12 13 int g1 [10] = {1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1}; 14 int g2 [10] = {1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1}; 15 int pos [ 3 7 ] [ 2 ] = { 16 {2 , 6} , 17 {3 , 7} , 18 {4 , 8} , 19 {5 , 9} , 20 {1 , 9} , 21 {2 , 10} , 22 {1 , 8} , 23 {2 , 9} , 24 {3 , 10} , 25 {2 , 3} , 61
62 AP ˆENDICE A. INFORMA ¸C ˜OES ADICIONAIS 26 {3 , 4} , 27 {5 , 6} , 28 {6 , 7} , 29 {7 , 8} , 30 {8 , 9} , 31 {9 , 10} , 32 {1 , 4} , 33 {2 , 5} , 34 {3 , 6} , 35 {4 , 7} , 36 {5 , 8} , 37 {6 , 9} , 38 {1 , 3} , 39 {4 , 6} , 40 {5 , 7} , 41 {6 , 8} , 42 {7 , 9} , 43 {8 , 10} , 44 {1 , 6} , 45 {2 , 7} , 46 {3 , 8} , 47 {4 , 9} , 48 {5 , 10} , 49 {4 , 10} , 50 {1 , 7} , 51 {2 , 8} , 52 {4 , 10}}; 53 54 55 int x ; 56 int ca [1023]; 57 58 for( x =0; x <1023; x ++) { 59 60 int a = ( g1 [2] + g1 [9] ) % 2; 61 int b = ( g2 [1]+ g2 [2]+ g2 [5]+ g2 [7]+ g2 [8]+ g2 [9]) % 2; 62