Location error analysis of a real time locating system in a multipath environment

In this paper, we analyze the location accuracy of real-time locating systems (RTLS) in multipath environments, where the RTLS complies with an ISO/IEC 24730-2 international standard. RTLS readers should have an ability not only to recover the transmitted signal but also provide arrival timing information from the received signal. In the multipath environments, in general, the transmitted signal goes through both direct and indirect paths, and then it becomes some distorted form of the transmitted signal. Such multipath components have a critical effect on deciding the first arrival timing of the received signal. To analyze the location error of the RTLS in the multipath environments, we assume two multipath components without considering an additive white Gaussian noise. Through the simulation and real test results, we confirm that the location error does not occur when the time difference between two paths is more than 1.125Tc, but the location error of about 2.4m happens in case of less than 0.5Tc. In particular, we see that the resolvability of two different paths depends largely on the phase difference for the time difference of less than 1Tc.

다중경로 환경에서 실시간 위치추적 시스템의 위치 오차 분석

본 논문에서는 다중경로 환경 하에서 ISO/IEC 24730-2 국제표준에 기반한 실시간 위치추적 시스템(Real-time Locating Systems, RTLS)의 위치 정확도를 분석한다. RTLS 수신기는 송신 데이터 검출을 위한 복조 기능뿐만 아니라 수신 신호로부터 도착시간 정보를 얻을 수 있어야 한다. 일반적으로, 다중경로 환경에서 수신 신호는 직접 경로와 간접 경로를 통해 왜곡된 형태를 갖게 된다. 이러한 다중경로 성분들은 첫 번째 도착 신호의 수신시간을 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 다중경로 환경하에서 RTLS의 위치 오차를 분석하기 위해 노이즈 잡음은 고려하지 않고 두 개의 다중경로가 존재하는 환경을 고려하기로 한다. 모의실험 및 실제 실험 결과에 의하면, 두 경로 성분 간 지연 시간차가 1.125 Tc 이상에서는 위치 오차가 발생하지 않으나 0.5 Tc 이내에서는 2.4m 정도의 위치 오차가 생기게 된다. 또한 지연 시간차가 1Tc 보다 작은 경우 두 경로 성분의 분해능은 상대적인 위상 차이에 따라 크게 영향을 받음을 확인할 수 있다.