• Title/Summary/Keyword: TOA 거리측정

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TOA Based Indoor Localization System Using Distance Weighting and Kalman Filter (거리 가중치 및 Kalman Filter를 이용한 TOA기반 실내 위치 인식 시스템)

  • Byeon, Jin-Yeong;Lee, Ki-Young
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.386-389
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    • 2011
  • 현재 실내 위치 인식 계산 알고리즘과 거리 측정 방법은 놀라울 정도로 다양하다. 그 중 거리를 측정하는 방법으로 마커를 이용한 방법과 RF(Radio Frequency)를 이용한 방법 등 여러 가지 방법들이 제안되었는데 본 논문에서는 사람이 이용하기 쉬운 RF를 이용한 위치 인식 성능 개선에 대해 다루고자 한다. RF 신호가 도달하는 시간을 이용하여 거리를 측정하는 TOA(Time of arrival) 방식을 사용하여 기준점과의 거리를 측정하고, 측정된 거리 값에 가중치를 이용해 장애물에 의한 오차를 보정하였다. 측정된 거리 값을 일정 개수를 모아 최빈값을 이용하여 정확도를 향상 시켰고 이를 통해 실내 좌표를 계산 하였다. 그리고 계산된 좌표 값에 칼만 필터를 적용하여 움직임을 보정하였다. 본 논문에서는 RF를 이용한 위치 인식 알고리즘을 제안하고 보정 전 데이터와 보정 후 데이터를 비교해 비컨 신호의 정확도를 확인하였다.

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IEEE 802.15.4a based Localization Algorithm for Location Accuracy Enhancement in the NLOS Environment (실내 NLOS환경에서 정밀도 향상을 위한 IEEE 802.15.4a 기반의 위치추정 알고리즘)

  • Cha, Jae-Young;Kong, Young-Bae;Choi, Jeung-Won;Ko, Jong-Hwan;Kwon, Young-Goo
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.16 no.8
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    • pp.1789-1798
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    • 2012
  • IEEE 802.15.4a standard can provide a variety of location-based services for ZigBee or wireless network applications by adapting the time-of-arrival (TOA) ranging technique. The non-line-of-sight (NLOS) condition is the critical problem in the IEEE 802.15.4a networks, and it can significantly degrade the performance of the TOA-based localization. To enhance the location accuracy due to the NLOS problem, this paper proposes an energy-efficient low complexity localization algorithm. The proposed approach performs the ranging with the multicast method, which can reduce the message overhead due to packet exchanges. By limiting the search region for the location of the node, the proposed approach can enhance the location accuracy. Experimental results show that the proposed algorithm outperforms previous algorithms in terms of the energy consumption and the localization accuracy.

A Localization Using Multiple Round Trip Times in Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서 다중 왕복시간차를 이용한 위치측정)

  • Jang, Sang-Wook;Ha, Rhan
    • Journal of KIISE:Information Networking
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    • v.34 no.5
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    • pp.370-378
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    • 2007
  • In wireless sensor networks (WSNs), thousands of sensors are often deployed in a hostile environment. In such an environment, WSNs can be applied to various applications by using the absolute or relative location information of the sensors. Until now, the time-of-arrival (TOA) based localization method has been considered most accurate. In the TOA method, however, inaccuracy in distance estimation is caused by clock drift and clock skew between sensor nodes. To solve this problem, several numbers of periodic time synchronization methods were suggested while these methods introduced overheads to the packet traffic. In this paper, we propose a new localization method based on multiple round-trip times (RTOA) of a signal which gives more accurate distance and location estimation even in the presence of clock skew between sensor nodes. Our experimental results show that the Proposed RTOA method gives up to 93% more accurate location estimation.

An Asynchronous Locationing Scheme in Wireless Sensor Networks (무선 센서 네트워크에서 비동기적인 위치 측정)

  • Jang Sang-Wook;Ha Rhan
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2006.06d
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    • pp.169-171
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    • 2006
  • 무선 센서 네트워크에서는 고정된 인프라에 의존하기 어려운 환경을 가지고 있다. 하지만, 위치기반 기술을 접목하여 센서의 절대적 또는 상대적인 위치정보를 이용하면 다양한 응용서비스를 효과적으로 적용 할 수 있다. 이러한 센서 노드의 위치를 측정하는 방법 중에 시간을 기반으로 위치를 측정하는 방법이 가장 정확도가 높게 평가되었다[1]. 그러나 이러한 TOA방법은 노드의 Clock Rate에 의존적이기 때문에 위치오차가 발생하게 된다. 따라서 Node의 Clock Drifi를 줄이기 위해서 주기적인 시간동기화가 필요했다[3,4]. 하지만 본 논문에서는 이러한 거리오차를 제거하기 위한 방법으로 시간 비동기화 방법(ALS)을 소개하고, ALS를 기반으로 시뮬레이션과 실질적인 센서를 가지고 노드 사이의 거리와 위치를 측정하였다. 실험 결과, 기존의 TOA방법과 비교하여 거리 및 위치 정확도, Packet 트래픽에 대해서 성능 향상을 확인한다.

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TOA-Based Ranging Method using CRS in LTE Signals (LTE 신호의 CRS를 이용한 TOA 기반 거리 측정 방법)

  • Kang, Taewon;Lee, Halim;Seo, Jiwon
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.23 no.5
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    • pp.437-443
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    • 2019
  • In this paper, a new algorithm for the calculation of the range between an LTE base station (BS) and a user equipment (UE) using time-of-arrival (TOA) measurements of LTE signals is proposed. First, the cell identity (cell ID) of the received signal is acquired using the primary synchronization signal (PSS) and secondary synchronization signal (SSS) to identify the BS transmitted the signal. The proposed algorithm exploits the cell-specific reference signal (CRS), the reference sequence inserted in commercial LTE signals, to estimate the time delay using 2D cross-correlation. The obtained TOA estimations can be used to calculate the range employed from the known BS location. The performance of the proposed algorithm is evaluated with the experiment performed using real LTE signals transmitted from the commercial BS.

TOA/TDOA Estimation Method Based on Two Way Ranging with Considering Clock Drift Effect (클럭 표류 영향을 고려한 양방향 거리 인지 기반의 TOA/TDOA 추정 방안)

  • Park, Woon-Yong;Park, Cheol-Ung;Choi, Sung-Soo;Lee, Won-Cheol
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.32 no.7C
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    • pp.608-615
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    • 2007
  • Generally time of arrival (TOA) information via two way communications can be derived by accurate round trip time (RTT) between two devices. However, response time demanded in RTT measurement is long, a serious TOA error is caused by each different clock drift between two devices. In order to solve this problem, we propose the TOA and time difference of arrival (TDOA) estimation scheme with mitigating clock drift effect. To verify the performance of proposed method, we compared the proposed scheme with one way based TDOA acquisition method introduced by IEEE 802.15.4a Task Group and then we could conclude that the proposed method has better performance over other methods.

A Study on the Location Awareness System Using TOA(Time of Arrival) of CSS(Chirp Spread Spectrum) Algorithm (CSS 기반의 TOA 알고리즘을 이용한 위치인식 시스템 구현에 관한 연구)

  • Kim, Jung-Soo;Yang, Jin-Uk;Yang, Sung-Hyun
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.7 no.2
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    • pp.13-25
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    • 2008
  • In this paper, we propose the Location Awareness System adjusting Ranging Technology for CSS(Chirp Spread Spectrum) which is adopted on 2.45GHz standard in IEEE 802.15.4a and TOA(Time-of-Arrival) algorithm. The conventional methods have adopted RSSI, ultrasonic waves and infrared rays in Zigbee. RSSI measures strength indication of received signal and recognizes the position of nodes in RF boundary. However, this technology has the following problems; lots of error by the change of the channel environment and much power consumption. In this paper, adopting chirp pulse on 2.45GHz standard in IEEE 802.15.4a and SDS-TWR(Symmetrical Double Side-Two Way Ranging) method using the characteristic of Spread Spectrum, a new Location Awareness System is suggested. The distance and the coordinate are measured within ${\pm}\;5cm$ by TOA(Time of Arrival) algorithm and proposed algorithm and the data in error rate is decreased less than 1%. Through these results, the algorithm suggested in this paper is verified for its performance in a computer simulation.

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Ranging Evaluation of Communication based Train Control System (무선통신기반 시스템의 측정거리 평가)

  • Jeong, Rag-Gyo;Yoon, Yong-Ki;Shin, Kyung-Ho;Shin, Jun-Chel
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.04c
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    • pp.240-243
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    • 2007
  • 무선통신을 적용하여 최첨단 무인자동운전을 구현하기 위하여 기존 고정폐색의 신호시스템과 달리 무선에 의한 양방향 통신을 기본으로 하는 이동폐색시스템인 CBTC(Communication Based Train Control) System을 적용하고 있다. 이를 구현하기 위하여 열차의 위치를 검지하는 기법으로 TOA(Time of Arrival)을 적용하였으며 이를 토대로 시험선의 선로변에 설치한 무선기(Wayside Radio Set : WRS)와 차량에 설치된 차상 무선기(Vehicle Radio Set : VRS)가 무선통신을 수행하고 지상에서 측정거리 결과로부터 열차의 위치를 계산되는 것으로 WRS와 VRS간의 거리에 따라 비례하여 증가하는 것을 확인하였고 아울러 측정거리지점에서의 품질이 우수함을 확인하였다.

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Range Assessment between Vehicle and Wayside Radio Communication (차상-지상 무선기간의 측정거리 품질 평가)

  • Jeong, Rag-Gyo;Yoon, Young-Ki;Shin, Jun-Cheol
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.177-178
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    • 2007
  • 무선통신을 적용하여 최첨단 무인자동운전을 구현하기 위하여 기존 고정폐색의 신호시스템과 달리 무선에 의한 양방향 통신을 기본으로 하는 이동폐색시스템인 CBTC(Communication Based Train Control) System을 적용하고 있다. 이를 구현하기 위하여 열차의 위치를 검지하는 기법으로 TOA(Time of Arrival)을 적용하였으며 이를 토대로 시험선의 선로변에 설치한 무선기(Wayside Radio Set : WRS)와 차량에 설치된 차상 무선기(Vehicle Radio Set : VRS)가 무선통신을 수행하고 지상에서 측정거리 결과로부터 열차의 위치를 계산되는 것이다. 이는 경로A의 다중주행 결과로부터 WRS와 VRS간의 거리에 따라 비례하여 증가하는 것을 확인하였고 아울러 측정거리지점에서의 품질이 우수함을 확인하였다.

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Design of a Jammer Localization System using AOA method (AOA 기법을 이용한 재머 위치추적시스템 설계)

  • Lim, Deok-Won;Choi, Yun-Sub;Lee, Sang-Jeong;Hoe, Moon-Boem;Nam, Gi-Wook
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.15 no.6
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    • pp.1241-1249
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    • 2011
  • There are TOA, TDOA and AOA method to estimate the position of the electromagnetic wave transmitter by using the multiple receivers at the fixed position. Among these methods, AOA method is suitable for the jammer localization system. Because TOA method can be adopted for the clocks of the transmitter and the receiver are synchronized each other, and TDOA method can be only adopted for a broad-band jamming signal. This paper, therefore, analyzes the characteristics of the AOA measurements and the sensitivity of the positioning performance according to the system design parameters. Based on the analyzed results, the jammer localization system to meet the desired performance is designed, and it has been checked that the positioning error for the jammer located at a distance of 10km is lower than 38m through the simulation results.