This paper addresses the issue of time-difference-of-arrival (TDOA) estimation for complex noncircular signals. First, under the wide-sense stationary assumption, we derive the maximum likelihood (ML) estimator and the Cramer-Rao lower bound for Gaussian noncircular signals in Gaussian circular noise. The ML estimator uses the second-order statistics information of a noncircular signal more comprehensively when compared with the cross-correlation (CC) and the conjugate CC estimators. Further, we present a scheme to modify the traditional signal-selective TDOA methods for noncircular signals on the basis of the cyclostationarity of man-made signals. This scheme simultaneously exploits the information contained in both the cyclic cross-correlation (CCC) and the conjugate CCC of a noncircular signal.
In the vibration target localization algorithms based on time difference of arrival (TDOA), Fang algorithm is often used in practice because of its simple calculation. However, when the delay estimation error is large, the localization equation of Fang algorithm has no solution. In order to solve this problem, one dimensional search location algorithm based on TDOA is proposed in this paper. The concept of search is introduced in the algorithm. The distance d1 between any single sensor and the vibration target is considered as a search variable. The vibration target location is searched by changing the value of d1 in the two-dimensional plane. The experiment results show that the proposed algorithm is superior to traditional methods in localization accuracy.
TDoA (Time Difference-of Arrival) or DoA (Direction-of-Arrival) can be used for source localization. However, the localizing performance is dependent on relative position between source and receivers, receivers' geometric structure, sound speed, and so on. In this paper we propose a source localization method with enhanced performance that combines multiple information. The proposed method uses the time TDoA, DoA and sound speed as variables. LM (Levenberg-Marquardt) method which is one of nonlinear optimizations is applied. The performances of the proposed method was evaluated by simulation. As result of simulation, the proposed method has the lower average localizing error performance than the previous method.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.35
no.1C
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pp.130-137
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2010
An uplink indoor positioning system is proposed in the present work, where the acoustic signals are solely used for positioning. The underlying acoustic signals include whistle, finger snap, and hands-clapping. In the proposed method, positioning is achieved by finding the time-difference-of-arrivals using several self-generating sounds. To evaluate the feasibility of the signals and their positioning accuracies, the database of 100 persons about self-generating acoustic signals is built up. The results show that the hands-clapping sound is the most suitable for acoustic-based indoor positioning.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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v.35S
no.11
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pp.19-27
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1998
To achieve the required services in the next-generation cellular telephone systems, the size of the cell become smaller and/or is of mixed macrocells and microcells. For more efficient system control, We make use of the mobile position and velocity information, provided that the mobility information is relatively accurate. In this paper, we propose an improved version of path-loss measurement algorithm introduced in literature[11]. The microcellular structure with severe multipath fading, reflection and refraction make mobile position and velocity estimation very difficult. In the proposed method, the pre-recorded path-loss informations, called the discrete position data base, are searched to estimate the position. Velocity estimation is obtained as a difference of the position values with respect to the time difference. Moving average filter is applied to smooth the estimated velocity and to reduce the error in the estimates. We also propose a method to simplify system implementation by reducing search area for discrete area database.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.35
no.1C
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pp.87-95
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2010
In this paper, we propose an improved TDoA (Time Difference of Arrival) localization scheme using PSO (Particle Swarm Optimization) in UWB (Ultra Wide Band) systems. The proposed scheme is composed of two steps: re-estimation of TDoA parameters and re-localization of a tag position. In both steps, the PSO algorithm is employed to improve the performance. In the first step, the proposed scheme re-estimates the TDoA parameters obtained by traditional TDoA localization to reduce the TDoA estimation error. In the second step, the proposed scheme with the TDoA parameters estimated in the first step, re-localizes the tag to minimize the location error. The simulation results show that the proposed scheme achieves a more superior location performance to the traditional TDoA localization in both LoS (Line-of-Sight) and NLoS (Non-Line-of-Sight) channel environments.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.19
no.7
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pp.710-718
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2009
The time difference of arrival(TDOA) algorithm is being used widely for identifying the location of a source emanating either electrical or acoustic signal. It's application areas will not be limited to identifying the source at a fixed location, for example the origin of an earthquake, but will also include the trajectory monitoring for a moving source equipped with a GPS sensor. Most of the TDOA algorithm uses time correlation technique to find the time delay between received signals, and therefore difficult to be used for identifying the location of multiple sources. In this paper a TDOA algorithm based on cross-spectrum is developed to find the trajectory of two sound sources with different frequencies. Although its application is limited to for the sources on a disk plane, it can be applied for identifying the locations of more than two sources simultaneously.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2009.04a
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pp.483-489
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2009
The Time Difference of Arrival (TDOA) algorithm is being used widely for identifying the location of a source emanating either electrical or acoustic signal. It's application areas will not be limited to identifying the source at a fixed location, for example the origin of an earthquake, but will also include the trajectory monitoring for a moving source equipped with a GPS sensor. Most of the TDOA algorithm uses time correlation technique to find the time delay between received signals, and therefore difficult to be used for identifying the location of multiple sources. In this paper a TDOA algorithm based on cross-spectrum is developed to find the trajectory of two sound sources with different frequencies. Although its application is limited to for the sources on a disk plane, but it can be applied for identifying the locations of more than two sources simultaneously.
There are many techniques for underwater source localization. These are the methods based on TDOA (Time Difference Of Arrival) estimation. beamforming techniques and high resolution techniques, etc. In this Paper we estimate the underwater source position using MCPSP (Modified Cross Power Spectrum Phase) function that is calculated on frequency domain using sensors of small number. However, the performances of the localizing method based on MCPSP function drops greatly in the case of CW (Continuous Wave) signal . In this Paper we proposed the TDOA estimation method for pulsed CW signal. In the Proposed method we composed of new segment including a edge of ping. This segment was computed by short-time energy detection. With theoretical representation the performances of the proposed method were analyzed under various environment.
A spatio-temporal vector channel model is introduced for the position location (PL) estimation problem for CDMA cellular system environment. Two common ways for the PL make use of the AOA (Angle Of Arrival) and TDOA (Time Difference Of Arrival) from a subscriber to the multiple sensors (base stations). In this paper, we applied the derived vector channel to simulate the multipath channel for the angle of the signal arrival in CDMA systems. Cross-correlation method is a good candidate among other direction finding algorithms available in literature, especially in wideband modulation as in the CDMA system. The PL estimation errors are evaluated for different channels, which are obtained as a parameter of scattering radius of the suggested model. We noted that the number of sensors (base-stations) are related to the PL errors in favor of the available data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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