Comparative Analysis of TOA and TDOA method for position estimation of mobile station

이동국 위치 추정을 위한 TOA와 TDOA방법의 비교 분석

This paper is aimed at developing an location tracking for mobile station employing currently available mobile communication network of cellular phone and PCS(Personal Communication System). When the location tracking of mobile stations is in services, the services such as Emergency-119, crime investigation, effective urban traffic management or the safety protection of Alzheimer's patients, ran be available. This paper is to track the mobile station in communication network in NLOS environment. To achieve reduction of the standard noise, Kalman filter is used. In terms of the distance, positions are located by using TOA and TDOA methods in the environment that removes NLOS bias in the measured data. And then smoothing method is used. to achieve reduction of the position error values

본 논문은 휴대폰이나 PCS의 통신망 기반 구조를 사용하여 이동국의 위치 추정을 개발하는데 목적이 있다. 이동국의 위치 추정이 가능하게 될 때 도시 교통 관리, 119 긴급 구조, 범죄 수사, 환자 안전 보호 특히 치매환자를 위한 서비스가 가능하게 된다. 본 논문은 기지국과 이동국의 위치를 나타내기 위해 전파 경로가 NLOS 환경일 경우 표준 잡음을 모델링 할 때 LOS 환경의 통계적 특성을 이용한다고 가정하였다. 우선 표준 잡음의 표준 편차를 $\pm$150으로 하고 칼만 필터를 이용해 표준 잡음을 제거한 후, TOA, TDOA의 측위 알고리즘을 이용하여 위치 추정 값을 비교 분석하였고 그 결과치를 smoothing 처리하였으며 보상 후 비교 분석하였다. 그 결과 칼만 필터를 사용하여 표준잡음 에러를 제거한 경우에는 TOA에서 51.2 m과 TDOA에서 34.8 m으로 2차원 평균위치오차가 두 방법 모두 향상된 결과를 얻었다. 칼만 필터를 통과한 값으로 다시 Smoothing 기법을 이용하면 TOA 와 TDOA 각각 평균이 약 3 ]n 정도가 개선됨을 확인하였다.