• 제목/요약/키워드: Time-difference-of-arrival

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One-Dimensional Search Location Algorithm Based on TDOA

  • He, Yuyao;Chu, Yanli;Guo, Sanxue
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제16권3호
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    • pp.639-647
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    • 2020
  • 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.

위상차를 이용한 열차 위치검지를 위한 무선장치 설계 (Design of Wireless Equipment for Position Detection of Train Using the PDOA(Phase Difference of Arriving))

  • 정락교;윤용기;조홍식;이병송;정상기;김영석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.415-417
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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 위상차를 이용한 새로운 열차검지기법의 제안에 따른 구현을 위하여 무선장치 설계에 대하여 기술하고자 한다. 본 시스템은 전파의 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 무선장치와 S/W로 구분하여 구현 설계하였다.

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다수 정보들의 비선형 최적화에 의한 수중 음원 위치 추정 성능 향상 (Performance enhancement of underwater acoustic source localization by nonlinear optimization of multiple parameters)

  • 양인식;권택익;강태웅;김기만
    • 한국음향학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.419-424
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    • 2017
  • 수중 음원의 위치를 추정하기 위해 도달 시간차와 도달 방향이 활용될 수 있다. 하지만 위치 추정 성능은 표적과 수신단 사이의 상대적인 위치, 수신기들의 기하학적인 배치 구조 및 음속 등에 영향을 받는다. 본 논문에서는 추정된 다수의 표적 정보들을 조합하여 위치 추정 성능을 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 도달 시간차, 도달 방향 및 음속 값을 변수로 사용하며, 비선형 최적화 과정 가운데 하나인 LM(Levenberg-Marquardt) 방법이 적용되었다. 제안된 방법의 성능은 모의실험을 통해 분석되었다. 결과에서 제안된 방법의 평균 위치 추정 오차가 기존의 방법을 사용한 경우보다 낮게 나타났다.

자체발성음의 도달지연시간차 기반 상향 실내음향측위시스템 설계 (A Design for Uplink Indoor Acoustic Positioning System based on Time-Difference-of-Arrival of Self-Generating Sounds)

  • 유승수;김영문;이기승;윤경로;이석필;김선용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권1C호
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    • pp.130-137
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    • 2010
  • 본 논문에서는 상향 실내음향측위를 위한 자체발성음으로서 휘파람소리, 손가락딱소리, 박수소리의 시간 및 주파수영역, 상관 및 전력스펙트럼밀도, 최대지연시간, 최대주파수, 대역폭 분석을 통해 여러 자체발성음의 측위음원으로서의 적합성을 판단한다. 그리고 자체발성음의 도달지연시간차에 기반을 둔 실내측위시스템을 설계하고 그 성능을 평가한다. 자체발성음 분석과 측위성능평가를 위해 여성과 남성 각 50명씩, 총 100명의 자체발성음 데이터베이스를 구축해 활용하였다.

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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UWB 시스템에서 Particle Swarm Optimization을 이용하는 향상된 TDoA 무선측위 (An Improved TDoA Localization with Particle Swarm Optimization in UWB Systems)

  • 르나탄;김재운;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권1C호
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    • pp.87-95
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    • 2010
  • 본 논문에서는 UWB (Ultra Wide Band) 시스템에서 PSO (Particle Swarm Optimization)를 사용하는 향상된 TDoA (Time Difference of Arrival) 무선측위 기법을 제안한다. 제안된 기법은 TDoA 파라미터 재추정과 태그(Tag) 위치 재측정을 수행하는 두 단계로 구성된다. 이들 두 단계에서 PSO 알고리즘은 무선측위 성능 향상을 위해 고용된다. 첫 번째 단계에서 TDoA 추정 오차를 줄이기 위해, 제안된 기법은 전형적인 TDoA 무선측위 방식으로부터 얻어진 TDoA 파라미터를 재추정한다. 두 번째 단계에서 무선측위 오차를 최소화시키기 위해, 첫 번째 단계에서 추정된 TDoA 파라미터를 가지고 제안된 기법은 태그의 위치를 다시 측정한다. 모의실험 결과, 제안된 기법은 LoS (Line-of-Sight)와 NLoS (Non-Line-of-Sight) 채널 환경에서 모두 전형적인 TDoA 무선측위 방식에 비해 우수한 무선측위 성능을 달성하는 것을 확인할 수 있었다.

Pulsed CW 신호를 사용하는 수중 음원의 위치 추정을 위한 시간지연차 추정법 (Position Estimation of Underwater Acoustic Source Using Pulsed CW Signal)

  • 최영근;손권;도경철;김기만
    • 한국음향학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.514-520
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    • 2004
  • 수중에서 음원의 위치 추정을 위해 적용되어지는 기법으로써 시간지연차 (TDOA : Time Difference Of Arrival) 추정, 빔 형성 기법, 고 분해능 기법 등이 있다. 본 논문에서는 상대적으로 적은 수의 센서를 사용하여 주파수 영역에서 시간 지연차 추정에 사용되는 MCPSP (Modified Cross Power Spectrum Phase) 함수를 이용하였다. 그러나 MCPSP 함수에 기반한 방법은 CW (Continuous Wate) 신호를 대상으로 할 경우 추정 성능이 크게 떨어진다. 이에 본 논문에서는 Pulsed CW신호를 사용하는 수중 음원의 위치를 추정하기 위해 단 구간 (short-time) 에너지 검출을 이용하여 핑(ping)의 경계 영역을 포함하는 세그먼트를 구성하고 이로부터 MCPSP 함수를 구하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능에 대한 이론적인 접근과 함께 다양한 환경 하에서 분석이 이루어졌다.

회전하는 소음원의 위치추적에 대한 TDOA기법의 적용 (Applications of Rotating Noise Source Positioning Using TDOA Algorithm)

  • 이종현;이재형;이욱;최종수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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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.

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서로 다른 주파수를 갖는 두 개의 회전음원의 위치추적에 대한 연구 (A Trajectory Identification Technique for Two Rotating Sound Sources with Different Frequencies)

  • 이종현;이재형;이욱;최종수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권7호
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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.

CAF 이용 다중 발기하에서의 CRLB 성능 분석 (Analysis of CRLB Performances with CAF under Multiple Emitters)

  • 이영규;양성훈;이창복;박영미;이문석
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.589-594
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    • 2015
  • In this paper, we described the Cramer-Rao Lower Bound (CLRB) performances of Time Difference of Arrival (TDOA) and Frequency Difference of Arrival (FDOA) methods when there are multiple emitters. The TDOA and FDOA values between two receivers can be simultaneously estimated by using the so-called Complex Ambiguity Function (CAF). In the case of multiple emitters, there exist Inter Symbol Interferences (ISIs) in the measurement data. Therefore, it is required to reduce the effect of ISI and provide a performance evaluation method of TDOA and FDOA estimations. In order to eliminate the ISIs, using of a filter bank before calculating CAF is proposed when the carrier frequencies of the emitters are different to one another. Angle of Arrival (AOA) or Received Signal Strength (RSS) methods before calculating CAF were proposed to reduce the ISIs when the carrier frequencies are the same. In order to evaluate the CRLB of TDOA and FDOA estimations, we employed the conditional probability distribution method and described the numerical comparison results.