• 제목/요약/키워드: Time Difference Of Arrival(TDOA)

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CAF 계산의 효율성 개선과 성능 향상 (Improvement of CAF estimation performance)

  • 조세영;김수영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.21-27
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    • 2009
  • 본 논문에서는 임의의 전파를 발사하는 송신원의 위치를 파악하기 위한 방법의 하나로써 시간 차이와 주파수 차이를 이용하는 교차모호함수를 사용하여 시뮬레이션 한 결과를 소개한다. 동일한 송신 신호가 서로 다른 경로를 통하여 수신될 경우 두 신호가 가지고 있는 시간 지연의 차이가 있고, 또 서로 다른 도플러 천이로 인하여 주파수 천이를 가지게 된다, 이러한 성질을 이용하여 서로 다른 시간 지연과 주파수 천이를 가지는 두 신호에 대한 교차모호함수를 계산하고, 이 함수가 최대 값을 가지도록 하는 시간 및 주파수 천이를 구하여 전파를 발사한 송신국의 위치를 파악할 수 있게 된다. 본 논문에서는 이러한 교차모호 함수를 이용하여 여러 가지 환경에 따른 시뮬레이션 결과를 소개하고, CAF 계산의 효율성을 개선하고 성능을 향상시키는 방법에 대해 소개한다.

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위상차(PDOA)를 이용한 열차 위치검지의 H/W 설계 (A Design H/W for Position Detection of Train Using the PDOA (Phase Difference of Arriving))

  • 정락교;윤용기;조홍식;이병송;정상기;김영석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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    • pp.173-176
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    • 2003
  • TOA(Time of Arrival) 및 TDOA(Time Difference of Arrival)경우 무선국의 시간동기화를 위해서 고도의 기술을 요구하고 있으며, 시간동기오차에 따른 위치검지의 정밀도가 낮아지는 문제가 있어 이를 극복하기 위하여 위상차(PDOA)를 이용한 새로운 열차검지기법의 제안에 따른 구현을 위하여 H/W의 설계에 대하여 기술하고자 한다 본 시스템은 전과의 전달 속도($\lambda$)를 응용하여 기준 주파수인 1.5MHz를 송신 시스템과 수신 시스템의 기준 주파수와 비교하여 그 위상의 차이를 비교하여 지연된 시간을 구한 후 이를 거리로 환산하는 시스템으로서 H/W와 S/W로 구분하여 구현 $\cdot$ 설계되는데 본 논문에서는 H/W설계에 대하여 기숙하였다.

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셀룰라 이동 통신 시스템에서 경로손실 데이터 베이스를 이용한 이동국의 위치와 속도 추정 방식 (On Estimating Position and Velocity of Mobile Stations by Path-loss Data Base in a Cellular System)

  • 이상헌;정우곤;최형진
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권11호
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    • pp.19-27
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    • 1998
  • 차세대 셀룰라 이동통신 시스템은 기지국의 소형화와 서로 다른 크기의 기지국의 복합형태인 계층구조 셀룰라 형태를 가지게 되는데 이에 따른 시스템의 컨트롤은 이동국의 정확한 위치와 속도에 관한 추정을 전제로 한다[13]. 본 논문에서는 지금까지 연구되어온 이동국의 위치 추정 기법인 AOA(Angle of Arrival)와 TOA(Time of Arrival) 및 TDOA(TIme Difference of Arrival)의 방법을 설명하고 그 문제점을 분석하였고, 반사와 회절이 심하여 이동국의 위치 및 속도 추정이 어려운 마이크로셀 환경에서는 서비스 지역내 경로손실 값의 이산 지역 데이터 베이스를 이용하여 이동국의 위치를 추정하는 방법을 제안하였다. 속도의 추정은 위치의 추정치로부터 시간에 대한 변화값으로 얻었다. 오차를 최소화하기 위하여 시스템의 Causality를 만족하는 범위 안에서 이동평균(Moving Average) 방법의 Smoothing을 적용하여 그 성능을 개선하였다. 또한 이산지역 데이터 베이스의 탐색지역을 줄이는 방법을 제안함으로 시스템의 구현을 간단하게 할 수 있는 방안을 제시하였다.

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수중에서 고속 기동하는 표적의 방위 탐지를 위한 최적의 청음기 배치 연구 (A Study on Optimal Hydrophone Arrangement for The Direction Finding of High Speed Moving Target in Underwater)

  • 한민수;최재용;강동석;손권;이필호
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.369-375
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    • 2017
  • One of good DF(Direction Finding) methods is based on TDOA(Time Difference of Arrival) estimation when finding underwater moving target. For small DF error, high time resolution A/D(Analog-to-digital) conversion board and long baseline are needed. But the result of sea trial about close-range and high speed moving target, spatial correlation coefficient and appeared poor properties below 0.3 when hydrophone arrangement are separated over 6 ${\lambda}$ because of underwater fading channel. And we also find out that the distance between hydrophone should be under 4 ${\lambda}$ apart to take advantage of spatial correlation coefficient gain and performance of DF in underwater moving channel environments.

초음파 신호의 2차원 역추적 방법에 관한 연구 (2D Backtracking Method of Ultrasonic Signal)

  • 이규정;이충호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.172-177
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    • 2023
  • 본 논문에서는 초음파 신호의 2차원 역추적 방법을 제안한다. 초음파 센서는 송수신 장치를 서로 쌍으로 이용하여 거리 측정 및 실내 위치 추적에 많은 연구가 되어 산업 분야에 쓰이고 있는 보편적인 기술이다. 본 논문에서는 초음파 신호를 수신기만 활용하여 임의의 초음파 송신 장치들의 신호원을 2차원 평면상으로 추적하는 방법을 제안한다. 초음파 신호를 추적하기 위해 수신기는 최소 3개를 이루어 신호를 수신한다. 3개의 수신기는 각각의 초음파 수신음의 도달 시간차를(Time Difference of Arrival, TDOA) 이용하여 방향 및 거리를 연산할 수 있다. 기존 초음파를 이용한 신호원 추적 방법은 송수신기가 쌍으로 이루어지거나 센서마다 독립적으로 설치가 되어야 하기 때문에 장치들의 시간 동기화가 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 초음파 수신기의 거리를 최소화하여 설치고 하나의 장치로 구성한다. 하나의 장치로 설치된 센서는 하나의 연산기로 처리하기에 시간 동기화 문제를 해결할 수 있다. 시간차 정확도를 올리기 위해 시간 분해능이 높은 고속 32비트 타이머를 사용하여 거리 및 방향을 빠르게 연산 및 추적할 수 있다.

CDR을 사용한 FPGA 기반 분산 임베디드 시스템의 클록 동기화 구현 (An Implementation of Clock Synchronization in FPGA Based Distributed Embedded Systems Using CDR)

  • 송재민;정용배;박영석
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.239-246
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    • 2017
  • Time synchronization between distributed embedded systems in the Real Time Locating System (RTLS) based on Time Difference of Arrival (TDOA) is one of the most important factors to consider in system design. Clock jitter error between each system causes many difficulties in maintaining such a time synchronization. In this paper, we implemented a system to synchronize clocks between FPGA based distributed embedded systems using the recovery clock of CDR (clock data recovery) used in high speed serial communication to solve the clock jitter error problem. It is experimentally confirmed that the cumulative time error that occurs when the synchronization is not performed through the synchronization logic using the CDR recovery clock can be completely eliminated.

조정 응답 파워 방법과 결합된 generalized cross correlation with phase transform 음원 위치 추정 (Generalized cross correlation with phase transform sound source localization combined with steered response power method)

  • 김영준;오민재;이인성
    • 한국음향학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.345-352
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    • 2017
  • 본 논문에서는 잔향과 잡음이 존재하는 실제 환경을 모델링하여 두 개의 마이크로폰을 이용한 음원 위치추정의 정확성을 향상시키는 방법을 제안하였다. 입력신호에 VAD(Voice Activity Detection)를 적용하여 묵음 구간을 제외한 음성 구간만을 사용하였고, 샘플링 주파수의 제한으로 인한 측정 범위를 벗어나는 프레임은 업샘플링(up-sampling)을 통해 지연시간을 다시 추정하였다. 여기서 계산된 도착 지연 시간은 Time-table을 참조해 주변 후보위치의 지연 값들과의 비교로 최대 파워 값을 갖는 지연 시간을 선택하여 음원 위치의 정확도를 높였다. 또한 프레임간의 상관성을 이용하여 연속된 음성 프레임의 경우 큰 추정 차가 발생하는 곳을 찾아 주변 프레임의 평균값으로 대체함으로써 음원의 위치 추정 성능을 향상시켰다.

CPSP의 저주파 위상 복원을 이용한 화자 위치 추적 알고리듬의 성능 개선 (An Enhancement of Microphone Array System Using Hybrid Window Algorithm)

  • 이학주;김기만;이원철;이충용
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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    • pp.213-216
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    • 2000
  • 본 연구에서는 마이크로폰 어레이를 이용하여 화자의 음성신호로부터 화자의 위치를 추정하는 기존의 대표적인 알고리듬인 CPSP(Cross Power Spectrum Phase)로부터 보다 반향에 강인한 알고리듬인 저주파 위상 복원 알고리듬을 제안한다. CPSP 함수는 상호 상관관계(Cross Correlation)가 정규화 되어있는 형태를 갖는데, CPSP 함수의 최대 값 인덱스로부터 화자의 공간정보인 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 추출한다. 그러나 CPSP 함수를 이용한 공간정보 추정 알고리듬은 실내환경에서 심각하게 일어나는 반향신호에 대해서 취약한 단점을 갖고 있다. 본 논문에서 제안하는 저주파 위상복원 알고리듬은 주파수 측면에서 반향신호가 CPSP 함수에 미치는 영향을 분석하여 반향으로 인하여 왜곡된 위상 성분을 복원함으로써 보다 신뢰도 있는 TDOA 추정을 가능하게 한다. 반향신호로 인한 CPSP의 위상은 저주파보다 고주파에서 심하게 왜곡되는데, 각각의 반향신호의 도달 시간을 기하학적 분포를 갖는 확률변수로 모델링하여 이를 수학적으로 증명하였다. 또한 실제 환경에서 채집한 음성신호를 이용한 모의 실험을 통해 개선된 알고리듬의 성능 개선을 확인하였다.

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음원탐지 및 분석 알고리즘을 적용한 방재시스템에 관한 연구 (A Study on Disaster Prevention System based on Sound Detection and Analysis Algorithm)

  • 길민식;곽동걸;정회중;박영직
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.499-500
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    • 2017
  • This study is about a sound source direction detection system and method using intelligent source collection and analysis. The sound source direction detecting apparatus according to the present invention is equipped with four microphone sensors and calculates a time difference using TDOA (Time Delay of Arrival) technique for a plurality of acoustic signals generated from a sound source, And a sound source detection and analysis algorithm for estimating the direction of the sound source.

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GNSS 재밍 신호 모니터링 네트워크 시스템을 위한 독립된 GNSS 수신기 간 시각 동기화 기법 (Time Synchronization Technique for GNSS Jamming Monitoring Network System)

  • 진권규;송영진;원종훈
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.74-85
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    • 2021
  • 전파를 수신하여 측위를 수행하는 GNSS 수신기는 본질적으로 재밍에 취약하다. 재밍 발생 검출, 재밍 신호 종류 판별, 재밍원 위치추정 기능을 갖는 GNSS 재밍 모니터링 시스템은 안전한 자율주행 환경구축에 도움을 준다. 이를 위하여 다수의 저가 GNSS 수신기들의 배치로 구성된 GNSS 모니터링 네트워크 구축이 필요하며, 앞서 언급한 3가지 기능 구현을 위하여 네트워크 내 독립된 저가 GNSS 수신기 간 정밀 시각 동기가 요구된다. 본 논문은 신호영역 TDOA 기술 직접 사용방식의 수신기 간 시각 동기화 기법을 제안한다. 계산 효율성을 위하여 상대적으로 낮은 샘플링 주파수에도 시각 동기 정밀도를 유지하고자 블록 보간법을 추가로 활용한다. 수치적 시뮬레이션을 통하여 제안한 GNSS 수신기 간 시각 동기화 기법의 가용성을 입증한다.