Iterative Calculation을 이용한UWB 위치측정에서의 오차감소 기법 (Location Error Reduction method using Iterative Calculation in UWB system)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 - TC / 45권 / 12호 / 105 ~ 113페이지
· 저자명 : 장성진, 황재호, 최낙현, 김재명

초록

유비쿼터스 사회에서는 사용자의 요구를 충족시키기 위하여 사용자가 갖고 있는 기기에 대한 정밀한 위치측정을 필요로 한다. 위치 측정은 송수신기 간에 신호의 전송을 기반으로 한 거리측정을 통해 이뤄지기 때문에 위치측정의 오차는 거리측정의 오차로부터 발생한다. 신호가 전송되는 기기 간에 장애물이 존재하게 되면 LoS(Line of Sight)신호 성분이 줄어들게 되어 NLoS(Non-Line of Sight) 채널이 발생하게 되고 정확한 시점에서 신호를 검출할 수 없게 되어 거리오차가 발생하게 된다. 일반적인 위치측정 알고리즘은 참조기기(Reference Device)의 거리측정 성능에 관계없이 참조기기와 목표기기(Target Device)간의 거리측정 값을 위치 계산에 그대로 사용하기 때문에 거리측정 값으로부터 발생되는 오차가 위치 계산에 더해지게 된다. 따라서 본 논문에서는 각 참조기기가 속해 있는 채널특성을 판별하고 NLoS채널로부터 계산된 거리와 LoS채널로부터 계산된 거리를 다른 비율로 적용하여 위치측정의 오차를 줄이는 Iterative Calculation 기법을 제안한다. 참조기기는 수신된 신호의 Kurtosis, Mean, Excess Delay, RMS Delay spread를 통해 NLoS와 LoS 채널을 구분한다. 이를 통해 구분된 채널마다 각기 다른 비율로 랜덤 거리를 계산된 거리에 더하여 위치를 계산하는 것을 반복적으로 수행한 뒤 평균값을 계산하여 확률적으로 존재할 가능성이 높은 목표기기의 위치를 찾아감으로써 NLoS채널로부터 계산된 거리오차가 위치측정에 미치는 영향을 줄이는 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 기존의 방식과 비교했을 때 성능향상을 확인하였다.

영어초록

In Ubiquitous Society, accurate Location Calculation of user's device is required to achieve the need of users. As the location calculation is processed by ranging between transceivers, if some obstacles exist between transceivers, NLoS(Non-line-of-Sight) components of received signal increase along with the reduction of LoS(Line-of-Sight) components. Therefore the location calculation error will increase due to the NLoS effect. The conventional location calculation algorithm has the original ranging error because there is no transformation of ranging information which degrades the ranging accuracy. The Iterative Calculation method which minimizes the location calculation error relys on accurately identifying NLoS or LoS condition of the tested channel. We employ Kurtosis, Mean Excess Delay and RMS Delay spread of the received signal to identify whether the tested channel is LoS or NLoS firstly. Thereafter, to minimize location calculation error, the proposed Iterative Calculation method iteratively select random range and finds the averaged target location which has high probability. The simulation results confirm the enhancement of the proposed method.

참고자료

· 없음