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광선 추적법에 의한 초광대역 실내 위치인식의 성능 개선 방법
조영훈,이준용,하동헌,강신후,Jo, Yung-Hoon,Lee, Joon-Yong,Ha, Dong-Heon,Kang, Shin-Hoo 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.10C
초광대역(UWB) 시스템은 높은 시간분해능으로 인해 복잡한 다중경로 환경에서도 정밀한 위치추적을 가능하게 한다. 그러나 송수신 채널에 존재할 수 있는 장애물로 인해서 정밀한 위치추적 성능이 저하될 수 있다. 첫째로 장애물은 다중경로의 구조를 복잡하게 만들어 직선경로 신호 성분의 도착시간 추정을 어렵게 만든다. 둘째로 전파시간에 초과시간지연을 초래하여 거리추정의 정확도를 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 광선추적법을 사용하여 두번째 원인에 의해 발생하는 거리추정 오차를 줄이는 기법을 소개한다. 이를 위하여 통계적인 접근방식과 지도를 이용한 위치인식기법을 사용하였다. 통계적인 접근방식에서는 매질에 의해서 발생하는 초과시간지연들의 분포를 광선추적법을 사용하여 구하고, 이에 근거하여 오차의 하계를 구하였다. 또한 건물의 도면을 이용한 위치인식 방법에도 광선추적 법을 사용하였으며, 그 성능을 사무실 환경에서 측정된 데이터를 사용하여 검증하였다. The Presence of a line-of-sight(LoS) blockage can degrade the UWB positioning accuracy for two reasons. Firstly, it makes estimation of the time of arrival(ToA) of the direct path signal difficult by complicating the multipath structure of the propagation channel. Secondly, the higher dielectric constant of the LoS blocking material than that of free space introduces excess propagation delay which will bias the range estimation. In this paper, methods based on ray tracing to reduce the ranging error resulting from the second reason are Posed. We take two different approaches; a statistical approach and a map-aided method. In the statistical approach, we establish a conditional distribution of the excess propagation delay caused by LoS blockages using a ray tracing technique. The lo6wer bound of the ranging performance based on this model is estimated. Ine ray tracing method is also used for the map-aided ToA positioning approach. UWB propagation measurement data taken in an office environment is used to examine the performance of this method.
가설검증 방식을 통한 UWB Rake 수신기의 기준신호 선택 기법
이준용,유성열,윤성준,하동헌,Lee Joon-Yong,Yoo Sungyul,Yoon Sung-Jun,Ha Dong-Heon 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.2c
초광대역(UWB) 통신시스템의 응용 시나리오는 많은 경우 비가시적(non-LoS) 환경에서의 응용을 가정하고 있다. UWB 신호가 매질을 투과하여 방사될 경우 신호의 왜곡현상이 발생하며, 이는 수신부 상관기의 기준신호와 수신된 신호와의 상관계수를 감소시켜 성능을 저하시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 가설검증 방식을 이용한 UWB Rake 수신기의 기준신호 선택 기법을 소개한다. 가설을 세우기 위한 파형의 선택을 위해 벡터 양자화 기법인 Linde-Buzo-Gray(LBG) 알고리듬을 사용하였다. 개시된 알고리듬을 성능을 non-LoS 환경에서 측정된 데이터를 이용해 평가하였다. Many application scenarios of ultra-wideband(UWB) radio assume non-line-of-sigit(non-LoS) signal propagations. Through-material propagation of UWB signal introduces a distortion of the waveform as well as attenuation, which will introduce a decrease of the correlation coefficient between the correlator template and the received signal. A hypothesis test approach to selection of the template waveform for UWB rake receivers is posed. Linde-Buzo-Gray(LBG) algorithm is used to select the candidate waveforms which are used to setup the hypothesis test. The performance of the algorithm is tested using a set of indoor non-LoS propagation measurement data.