• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.151-156
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• 2015

스마트폰의 사용이 크게 활성화됨에 따라 거의 모든 사람들이 항상 휴대하고 있으며, 실외에서는 GPS 위성시스템을 이용하여 자신의 위치를 인식하고 관련된 응용 서비스를 제공받을 수 있다. 그러나 실내에서는 스마트폰의 위치를 인식하기도 어렵고 TDOA 방식의 상대 위치를 측정하는 방식에서는 글로벌 좌표를 인식할 수 없다. 본 논문에서는 음향 신호를 이용한 TDOA 방식의 상대 위치 추정 시스템에서, GPS 수신기와 지자기 센서를 이용하여 실내에서 스마트폰의 글로벌 좌표를 인식하는 시스템이 제안되었고, 그 성능과 실험 결과가 기술되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.199-205
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• 2015

많은 사용자가 항상 휴대하는 스마트폰을 대상으로 실내에서의 위치 인식을 위한 기술 개발이 매우 활발하다. 특히 음향 신호를 이용한 TDOA 방식의 위치 측정 시스템도 많이 연구되고 있는데, 이 방식은 스마트폰의 스피커와 음향 신호를 수신하기 위한 위치 측정 장치에 설치된 마이크들 사이의 거리를 측정하고 관련 쌍곡선 수식을 계산하여 스마트폰의 위치를 추정하는 것이다. 그러나 스피커와 각 마이크 사이의 거리를 측정하는 것에 항상 오차가 있고, 게다가 위치 측정 장치에 설치된 음향 센서인 마이크의 설치 위치 오차에 따라서 위치 측정 오차가 매우 크게 발생한다. 본 논문에서는 3차원 TDOA 위치 측정 시스템에서 음향 센서의 위치 오차에 따른 위치 측정 오차가 PDOP 시뮬레이션과 실험으로 분석되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.191-196
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• 2016

실내에서의 위치를 추정하기 위한 기술들과 이를 이용한 다양한 서비스들이 활발하게 연구 개발되고 있다. 다양한 위치 추정 기술들이 있으며 그 중에서 음향 신호를 이용한 TDOA(Time Difference of Arrival) 위치 추정 기술의 정밀도가 가장 높은 장점이 있다. 특히 일반 사용자들이 스마트폰을 보편적으로 사용하므로 스마트폰의 실내 위치를 추정하는 것이 매우 중요하며, 스마트폰에서 음향 신호를 사용하여 상대 위치를 추정하기 위해서는 TDOA 기술이 사용된다. 한 편 음향 신호를 수신하여 상대 위치를 추정하기 위해서는 음향 신호를 디지털 신호로 변환하여 신호 처리를 해야 하는데, 샘플링 주파수가 높을수록 위치 추정 정확도가 증가하지만 신호 처리 시간이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 음향 신호의 샘플링 속도에 따른 위치 추정 오차를 분석하고, 위치 추정 장치에서의 적절한 샘플링 속도를 제시한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.138-142
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• 2006

Time Difference of Arrival (TDOA) algorithm was applied to sound source positioning. Using measured microphones signal, difference of distance from source to sensors were estimated by TDOA and speed of sound, and taken by navigational measurements. And iteration procedures were induced to find the actual source location. For the case of stationary and moving sound source, validation test were performed in the anechoic room. In the stationary case, the error of positioning is less then 1.3% in length scale, and it could be seen proper filtering processes were required in the application of moving sound source.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.149-155
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• 2014

실내에서의 위치 인식 기술에 대한 연구가 매우 활발하며 음향 신호를 이용한 TDOA 기술이 많이 사용되고 있다. 그러나 TDOA 기술의 단점은 신호의 전송 과정에서 다중 경로에 의한 신호의 왜곡에 매우 취약하다는 것이다. 특히 스마트폰의 위치를 인식하는 경우에는 스마트폰에서 음향신호의 왜곡이 심하며, 무선랜이나 블루투스를 이용하여 시간 기준 신호를 전송하는 경우에는 무선 신호의 지터가 발생하여 위치 측정기에서 시간 기준 신호로 사용하기가 어렵다. 본 논문에서는 위치 측정을 위한 음향 신호를 전송하기 전에 위치 측정기에서 신호의 수신을 준비할 수 있도록 음향 트리거 신호를 전송하는 방법을 제안하고, 다중경로 영향의 감소 효과를 실험을 통해 검증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제58권2호
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• pp.415-421
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• 2009

TOA(time-of-arrival) and TDOA(time-difference-of-arrival) positioning techniques are commonly used in many radio-navigation systems. From the literature, it is known that the position estimate and error covariance matrix of TDOA obtained by GN(Gauss-Newton) method is exactly the same as that of TOA when the error source of the range measurement is only an IID white Gaussian noise. In case of geo-location and indoor positioning, however, multi-path or NLOS(non-line-of-sight) error is frequently appeared in range measurements. Though its occurrence is random, the multipath acts like a bias for a stationary user if it occurs. This paper presents the comparisons of error characteristics between TOA and TDOA positioning in presence of multi-path or NLOS error. It is analytically shown that the position estimate of TDOA is exactly the same as that of TOA even when bias errors are included in range measurements with different magnitudes. By computer simulation, position estimation error and error distribution are analyzed in presence of range bias errors.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권5호
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• pp.533-539
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• 2012

The performance analysis of wireless geolocation in a non-line-of-sight (NLOS) environment is a very important issue. Since Cramer-Rao lower bound (CRLB) determines the physical impossibility of the variance of an unbiased estimator being less than the bound, many studies presented the performance analysis in terms of CRLB. Several CRLBs for time-of-arrival (TOA), pseudo-range TOA, angle-of-arrival (AOA), and signal strength (SS) based positioning methods have been derived for NLOS environment. However, the performance analysis of time difference of arrival (TDOA) and TDOA/SS based geolocation techniques in a NLOS environment is still an opening issue. This paper derives the CRLBs of TDOA and TDOA/SS based positioning methods for NLOS environment. In addition, theoretical analysis proves that the derived CRLB for TDOA is the same as that of pseudo-range TOA and the TDOA/SS scheme has a lower CRLB than the TDOA (or SS) scheme.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제34권5호
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• pp.389-395
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• 2007

휴대인터넷 상에서 위치기반 서비스를 가능케 하기 위해서는 우선, 무선측위 기술에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서 고려중인 무선 측위기술은 휴대인터넷의 기지국들과 단말기간의 상대적 거리 차이로 인하여 전송된 하향링크 신호들 간에 발생하는 신호도달 시간차 값들을 이용하여 단말기의 위치를 측정하는 삼변측위 방식의 TDOA(Time Difference of Arrival)이다. 이러한 TDOA기반 측위서버의 구조를 설계하기 위해 본 논문은 우선 휴대인터넷 상에서의 TDOA기반 무선 측위 기술에 대한 관련 연구 결과를 검토하고 이후 휴대인터넷 망 특성을 고려한 측위서버의 시스템 구조, 네트워크 인터페이스 그리고 휴대인터넷의 표준 규격을 활용한 측위 계산 모델을 제시한다. 측위서버 구현에 필요한 이러한 기술들에 대한 연구를 통해 저비용 고효율성을 보장하는 휴대인터넷용 측위서버를 구현 할 것으로 기대한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권1호`
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• pp.9-15
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• 2005

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 실내 측위에서 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.595-602
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• 2000

본 논문은 휴대폰이나 PCS의 통신망 기반 구조를 사용하여 이동국의 위치 추정 시스템을 개발하는데 목적이 있다. 이동국의 위치 추정이 가능하게 될 때 도시 교통 관리, 119 긴급 구조, 범죄 수사, 환자 안전 보호 특히 치매 환자를 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 평균 표준 편차를 $\pm150$으로 하여 측위 알고리즘인 TOA와 TDOA를 이용하여 위치 추정값을 비교 분석하고 Kalman filter를 이용해 표준 잡음을 제거한 후 측위 알고리즘을 이용하여 위치 추정값을 비교 분석하였다. 그리고 결과치를 smoothing 처리하여 비교 분석하였다. 표준 잡음을 제거하지 않은 경우에 비해 Kalman filter를 사용하여 표준 잡음을 제거하면 TOA에서는 51.2 m, TDOA에서는 34.8 m의 2차원 평균 위치 오차가 향상된 결과를 얻었다. 그 결과에 smoothing 기법을 이용하면 2차원 평균 위치 오차가 약 3 m 정도 개선됨을 확인하였다.