UWB 실내 측위를 위한 TDOA 위치결정기법 = Comparison of TDOA Location Algorithms for Indoor UWB Positioning

국문 초록 (Abstract)

현재 위치결정기술에 주로 사용되고 있는 매체는 RF이다. 그러나 RF를 사용한 위치결정기술은 GPS나 실외의 LOS 상황에서 주로 이용되고 있다. 왜냐하면 실내에서는 다중경로 해상도가 좋지 않아 정확한 위치 값을 계산해 내기가 힘들기 때문이다. UWB는 다중경로 해상도가 높고 장애물 투과율이 좋은 실내 측위에 적합한 매체이며 현재 UWB 통신 및 위치측정에 사용하고자 하는 표준화가 IEEE 802.15 위원회에서 진행 중이다. 그러나 UWB를 이용한 실내 측위 알고리즘의 연구나 개발은 아직 미비하다. 본 논문에서는 실내측위에서 UWB의 장점을 극대화 할 수 있는 TDOA 알고리즘 중 대표적인 두 가지 알고리즘을 분석하고 이를 UWB 실내 측위에 이용할 때 얼마나 정확한 위치를 추정할 수 있는지를 시뮬레이션을 통해 분석한다. 또한 UWB 채널모델을 분석하고 오차요소를 시뮬레이션에 적용하여 그 결과를 비교분석하며, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 실내 측위를 위한 UWB의 가능성 및 적합한 알고리즘을 제안한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Most of location systems use RF signal. Because multipath is too severe at indoor environment, RF signal are usually used in outdoor positioning such as GPS. To overcome the difficulty at indoor positioning, UWB positioning is recently developed and is being vigorously studied. Some standardizations on UWB are in progress at IEEE 802.15 committee. In developing UWB positioning system, we should consider the synchronization of sensor network, positioning algorithm, sensor allocation, and so on. This paper presents a comparison of TDOA positioning algorithms that are widely used in location systems. Two algorithms are compared; one is derived by linearization, and the other is by analytic solution(CH algorithm). Simulation results show that the CH algorithm is superior to the linearized least square at indoor environment in that CH algorithm shows consistent positioning performance regardless of the visibility and geometry of basestations.

참고문헌 (Reference)

1 "Solution and performance Analysis of Geolocation by TDOA" 29 (29): october1993.

2 "Position-Location Solutions by Taylor-Series Estimation" aes-12 (aes-12): -1976, pp.187-193

3 "Investigating the Ultra-wideband Indoor Wireless Channel" 3 : 1200-1204, May7-9,2002

4 "Informal Call For Applications Response" July2003.

5 "FCC Notice of Proposed Rule Making Revision of Part 15 of the Commissions Rules Regarding Ultra-wideband Trans mission System"

6 "A statistical model for indoor multipath propagation" 5 : 128-139, feb1987.