무선 센서 네트워크에서 무선통신기술을 활용한 저비용의 정밀 측위 기술은 교통상황, 의료, 생활정보 등의 다방면에서 활용되고 있다. RSSI를 기반으로 한 측위기법은 TOA, AOA, TDOA에 비해 추가적인 전력 또는 하드웨어가 필요하지 않아 비용 면에서 효율적이다. 하지만 RSSI 값의 패턴은 실제 환경에서 전파방해 요소가 존재하여 작은 움직임에도 크게 변하게 되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 RSSI와 IEEE 802.15.4 표준에서 제공되는 정보인 LQI를 이용하여 타겟 노드의 실내 위치를 추정하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법을 통해 실제 환경에서 보다 정확한 위치추정을 할 수 있음을 보여준다.
최근 스마트 기기의 발전과 함께 실내 위치 기반 서비스의 요구가 높아지고 있다. 이를 위해 블루투스 4.0의 BLE(Bluetooth Low Energy) 스펙에 추가된 iBeacon 기술을 이용한 실내 측위 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 iBeacon과 수신 단말 사이의 거리 측정에 사용되는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 신호는 장애물과 같은 환경적 요인으로 부정확한 거리 측정의 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 RSSI 신호의 신뢰성 증가를 위한 필터링 기술과 단말의 액세스 포인트 기능의 브로드캐스팅 신호를 이용하는 개선된 실내 측위 기법을 제안한다.
Kim, Jung-Ha;Seong, Ju-Hyeon;Ha, Yun-Su;Seo, Dong-Hoan
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권2호
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pp.179-186
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2015
In the indoor location estimation system, which has recently been actively studied, the received signal strength indicator contains a high level of noise when measuring the signal strength in the range between two nodes consisting of a receiver and a transceiver. To minimize the noise level, this paper proposes an improved adaptive smoothing filter that provides different exponential weights to the current value and previous averaged one of the data that were obtained from the nodes, because the characteristic signal attenuation of the received signal strength indicator generally has a log distribution. The proposed method can effectively decrease the noise level by using a feedback filter that can provide different weights according to the noise level of the obtained data and thus increase the accuracy in the distance and location without an additional filter such as the link quality indicator, which can verify the communication quality state to decrease the range errors in the indoor location recognition using ZigBee based on IEEE 802.15.4. For verifying the performance of the proposed improved adaptive smoothing filter, actual experiments are conducted in three indoor locations of different spatial sections. From the experimental results, it is verified that the proposed technique is superior to other techniques in range measurement.
본 논문에서는 실내 환경에서 blind 노드가 이동하거나 움직이는 장애물 (ex. 사람)로 인하여 RSSI가 급격히 변하더라도 정확한 blind 노드 측위를 가능하게 하는 exponential moving average (EMA) 필터 적용 적응적 신호 모델 기반 삼변측량기법을 제안한다. 제안된 EMA 필터 적용 적응적 신호 모델 기반 삼변측량기법은 고정된 세 개의 전파 송신 노드와 blind 노드 간 얻어진 RSSI를 통해 blind 노드의 위치를 측정한다. 또한 외부 환경 요인으로 인해 RSSI가 급격히 변화할 경우 non-LOS (NLOS) 환경인 것인지 혹은 blind 노드의 이동으로 인한 RSSI 변화인지를 판별한다. Blind 노드와 전파 송신 노드 사이 경로가 NLOS 환경이 되었다고 판단될 경우 LOS 환경에서 측정된 RSSI를 기반으로 NLOS 환경에서 측정된 RSSI를 보정하여 blind 노드의 좌표를 도출하고, blind 노드가 이동하였다고 판단된다면 실시간 측정된 RSSI를 이용하여 blind 노드의 좌표를 도출한다. 제안 기법은 ZigBee 기반 testbed를 통해 검증하였으며, NLOS 환경 혹은 blind 노드가 이동하는 환경 하에서 기존 기법 대비 개선된 위치 인식 정확도를 가짐을 증명하였다.
In order to enhance the system capacity of multi rate IEEE 802.11 WLAN, we propose the transmission rate select method using the control frame in this paper. The transmission rate is selected dynamically based on the RSSI(Received Signal Strength Indicator) of received control frame. And we also propose the Enhanced NAV Update method for Fragmented MPDU burst transmission in multirate WLAN environment. This method can improve the system capacity by support the burst transmission of fragmented MPDU.
With the development of mobile internet, requirements of positioning accuracy for the LBS (Location Based Service) are becoming more and more higher. The LBS is based on the position of each mobile device. So, it requires a proper acquisition of accurate user's indoor position. Thus indoor positioning technology and its accuracy is crucial for various LBS. In general, RSSI (Received Signal Strength Indicator) measurements are used to obtain the position information of mobile unit under WLAN environment. However, indoor positioning error increases as multiple AP's configurations are becoming more complex. To overcome this problem, an enhanced indoor localization method by AP (Access Point) selection criteria adopting DOP (Dilution of Precision) is proposed.
Generally, distance between sensor nodes is measured using received signal strength indicator (RSSI) in wireless sensor network (WSN). Since RSSI is not absolutely accurate and stable in indoor environment, the performance of position estimation largely depends on estimation methods. In this paper, performance evaluation is presented to compare trilateration based positioning technique and collaborative ranging (CR) technique. From evaluation results, CR method is shown to be better than trilateration based method in terms of accuracy and precision.
최근 IoT 시스템의 관심도가 높아지고 있어 기본 활용 기술의 방법 중 블루투스 비콘 모드를 이용한 정확한 위치 탐지 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 블루투스 모듈의 비콘 모드를 활성화하여 불특정 다수의 사용자들에게서 획득한 정보의 고유아이디(UUID, Universally Unique Identifiers) 식별 및 특정 기기의 위치를 파악하여 해당 UUID의 위치 탐지 방법을 제안하였다. 비콘 정보의 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator)값을 이용하여 불특정 사용자의 위치를 탐지하고, 설정된 RSSI의 범위 구간에 따라 탐지 객체의 IoT 모듈에 접근 여부를 판단하고, 접근이 감지되었을 때 해당 모듈의 IoT 모듈의 기능을 작동시키는 방식으로 활용할 수 있다. 또한, 위치 탐지의 정확성을 위해 RSSI의 데이터를 저장하고, 저장된 데이터 관찰을 통하여 해당 블루투스의 위치 데이터를 보다 정확하게 파악하는 시스템을 설계하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제14권4호
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pp.207-214
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2016
In this paper, we propose a radial reference map-based location fingerprinting technique with constant spacing from an access point (AP) to all reference points by considering the minimum dynamic range of the received signal strength indicator (RSSI) obtained through an experiment conducted in an indoor environment. Because the minimum dynamic range, 12 dBm, of the RSSI appeared every 20 cm during the training stage, a cell spacing of 80 cm was applied. Furthermore, by considering the minimum dynamic range of an RSSI in the location estimation stage, when an RSSI exceeding the cumulative average by ${\pm}6dBm$ was received, a previously estimated location was provided. We also compared the location estimation accuracy of the proposed method with that of a conventional fingerprinting technique that uses a grid reference map, and found that the average location estimation accuracy of the conventional method was 21.8%, whereas that of the proposed technique was 90.9%.
IEEE 802.11 기술 덕분에 학교와 대형 쇼핑몰을 비롯한 사무실, 병원, 역 등지에서도 무선 LAN을 통한 인터넷 접속이 가능하다. 본 논문은 무선 LAN에 현재 가장 많이 사용되는 2.4GHz 대역의 802.11b와 802.11g 프로토콜이 탑재된 액세스포인트(AP: Access Point)로부터 수신한 신호의 세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 판독할 수 있는 C# 라이브러리 함수를 제안한다. 위치기반서비스는 사용자의 현재 위치를 실시간으로 측정하여 현재 위치를 기반으로 길을 안내하거나, 현재 위치와 관련한 콘텐츠를 제공하는 등의 유용한 서비스를 제공한다. 옥내에서 위치기반서비스를 제공하려면 옥내에 있는 사용자의 위치를 판정하는 옥내측위가 반드시 선결되어야 한다. 옥내측위 기술로 적외선, 초음파, UDP 패킷의 신호세기 등을 이용하는 방법들이 소개된 바 있다. 이러한 방법들은 측위를 위한 특수 장비를 설비해야만 한다는 단점이 있다. 본 논문은 RSSI를 판독하는 라이브러리 함수를 제공할 뿐만 아니라 제공하는 함수를 이용한 옥내 측위 구현 예도 소개한다. 구현에 적용된 방법들은 이미 널리 알려진 K-NN(K Nearest Neighbors), 베이시안 방법 그리고 삼각측량법이다. K-NN 방법과 베이시안 방법은 일종의 지문방식인데, 지문방식은 준비단계와 실시간단계로 구성되며, 실시간 단계의 처리 과정은 처리속도가 빨라야만 한다. 본 논문은 실시간 단계의 속도를 개선하는 방법으로 판단나무 방법(Decision Tree Method)을 제안하고, 이러한 방법들의 성능을 실험적으로 평가한 결과를 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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