• 제목/요약/키워드: UWB Ranging

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Medium Access Control Design for UWB Communication Systems: Review and Trends

  • Nardis, Luca De;Di Benedetto, Maria-Gabriella
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권4호
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    • pp.386-393
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    • 2003
  • Future wireless networks are expected to achieve high bit rates at low cost, enabling multimedia and QoS-based services over the wireless medium. The impulse radio ultra-wide band (IR-UWB) technique is a promising candidate in the deployment of such networks, thanks to its potential robustness and capacity. In the past, most of the UWB research focused on hardware and physical layer aspects in order to solve the technological challenges posed by IR-UWB. UWB peculiar characteristics may, however, also stimulate innovative higher layers’ design. This work addresses MAC issues for UWB communication systems. Key areas such as medium sharing, MAC organization, packet scheduling and power control are reviewed. The impact of UWB on the above functions is discussed, and areas which require UWB specific design are identified. Finally, novel MAC functions enabled by UWB specific features, i.e., precise ranging and positioning, are presented.

UWB 레인징 시스템의 성능향상을 위한 듀얼윈도우처리 기술 (Non-Coherent Ultra-Wideband Ranging Techniques)

  • 최성수;김영선;김관호;이원철;이영규
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2069-2070
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    • 2006
  • 본 논문은 UWB(Ultra Wideband) 펄스 기반의 단일 송수신을 통한 UWB 레인징 시스템에서 거리산출의 모호성을 제거하고 그 성능을 향상시키기 위한 듀얼윈도우처리기법을 새롭게 제안한다. 일반적으로 UWB 레인징시스템은 UWB 전송펄스의 높은 시간분해능을 이용하여 거리를 산출하는데, 비가역성(Non-coherent) UWB 송수신기 구조에서는 신호가 언제 수신 될지 모르는 정보 표본값들로부터 최초도착 성분을 추출하게 되고 이로 인해 거리산출오차가 크게 발생되어 진다. 실내무선채널환경(CMI)의 UWB 레인징 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안된 듀얼윈도우처리기술을 적용 시 1m 거리산출 확률오차기준으로 대략 98% 정확도를 보인 반면에 그렇지 않은 경우는 75%이하의 레인징 정확도 성능을 나타낸다

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초광대역 Ambiguity Function에 관한 연구 (On the Ultra-Wideband Ambiguity Function)

  • 이준용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권3C호
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    • pp.368-373
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    • 2004
  • 초광대역 (UWB) 신호의 정밀한 시간 해상도는 실내 환경에서의 위치추적 등, 다양한 응용을 가능하게 하는 동시에, 사간 오차에 대한 감도가 매우 높아지는 등, 시스템 설계 시 기술적 어려움을 주기도 한다. 신호의 시간 해상도를 평가하는 유용한 방법 중 하나는 신호의 ambiguity function을 평가하는 것이다. 이 논문에서는 기존의 ambiguity function과는 달리 시간 오차와 시간 스케일링 인자를 두 변수로 하여 펄스 방식의 UWB 신호를 위한 ambiguity function을 정의하였고, 임펄스 라디오 (impulse radio)의 송수신 방식에 따른 UWB ambiguity function을 평가하여 시스템의 타이밍과 관련된 이슈들을 논하였다.

광선 추적법에 의한 초광대역 실내 위치인식의 성능 개선 방법 (Accuracy Enhancement for UWB Indoor Positioning Using Ray Tracing)

  • 조영훈;이준용;하동헌;강신후
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권10C호
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    • pp.921-926
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    • 2006
  • 초광대역(UWB) 시스템은 높은 시간분해능으로 인해 복잡한 다중경로 환경에서도 정밀한 위치추적을 가능하게 한다. 그러나 송수신 채널에 존재할 수 있는 장애물로 인해서 정밀한 위치추적 성능이 저하될 수 있다. 첫째로 장애물은 다중경로의 구조를 복잡하게 만들어 직선경로 신호 성분의 도착시간 추정을 어렵게 만든다. 둘째로 전파시간에 초과시간지연을 초래하여 거리추정의 정확도를 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 광선추적법을 사용하여 두번째 원인에 의해 발생하는 거리추정 오차를 줄이는 기법을 소개한다. 이를 위하여 통계적인 접근방식과 지도를 이용한 위치인식기법을 사용하였다. 통계적인 접근방식에서는 매질에 의해서 발생하는 초과시간지연들의 분포를 광선추적법을 사용하여 구하고, 이에 근거하여 오차의 하계를 구하였다. 또한 건물의 도면을 이용한 위치인식 방법에도 광선추적 법을 사용하였으며, 그 성능을 사무실 환경에서 측정된 데이터를 사용하여 검증하였다.

Non-Coherent UWB 레인징 기술 (Non-Coherent Ultra-Wideband Ranging Techniques)

  • 최성수;김영선;오휘명;이원태;이재조
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2067-2068
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    • 2006
  • 초광대역 (UWB)통신기술을 응용한 다양한 무선측위시스템은 향후, 전기-IT융합 유비쿼터스 전기설비 환경의 센서네트워크에서 중요한 역할로 대두된다. 이러한 UWB기반의 무선측위시스템은 UWB송수신기 자체의 정밀거리산출기능의 정확도 정도에 따라 그 성능이 직접적으로 좌우된다. 본 논문에서는 현재 논의되고 있는 UWB 레인징기술에 대한 소개와 특히 저비용, 저전력 운영이 가능한 단순한 구조를 갖는 비가역성(Non-coherent) UWB 레인징 시스템구조에 대해 새롭게 제안하고자 한다.

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임펄스 UWB 시스템을 위한 RF 송수신기 설계 (RF Transceiver Design for Impulse Radio UWB System)

  • 박주호;오미경;오정열;길민수;김재영
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.29-34
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    • 2009
  • In this paper, we design RF transceiver architecture and building blocks for impulse radio UWB system. Impulse radio UWB signal occupies the wide frequency band which is very low transmission power. So, it can minimize the interference effect with the other system. Using UWB technology, we obtain position awareness service. Therefore, we describe the RF transceiver architecture of direct conversion receiver and define the requirement of RF transceiver. Moreover, we implement a prototype RF transceiver based on the presented standard and verify a function and performance through the wireless data communication and ranging test.

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압축센싱 기반의 UWB 시스템에서 개선된 ToA 추정 기법 (An Improved ToA Estimation in a Compressed Sensing-based UWB System)

  • 르나탄;김광열;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권6C호
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    • pp.376-383
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    • 2011
  • UWB(Ultra Wide Band) 다중경로 채널에서 첫번째 경로를 통해 수신되는 신호가 가장 큰 신호가 아닐 경우가 종종 있으며, 이러한 경우 ToA(Time-of-Arrival) 추정의 정밀도를 유지하는 것은 매우 어려운 문제가 된다. 또한 UWB 신호의 초광대역 특성상 동기식 시스템을 구현할 경우 수신기는 매우 높은 표본화율을 이용해 신호를 수신해야 하기 때문에 복잡도가 증가되는데, 압축센싱(Compressed Sensing) 이론을 이용함으로써 시스템의 복잡도를 효율적으로 낮출 수 있다. 이에 본 논문은 압축센싱 기반의 UWB 수신기의 장점을 이용하면서도 정밀 추정성능을 제공할 수 있는 개선된 ToA 추정 기법을 제안한다. 모의실험 결과를 통해 광범위한 신호대잡음비 환경에서 제안된 기법이 다른 저복잡도 기법들의 성능보다 우수함을 확인하였다.

Design of a Pot-Shaped Monopole Antenna with Dual Band Notched Characteristics for UWB Application

  • Mok, Kwang Yun;Rhee, Young Chul;Yoon, Joong Han
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제17권1호
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    • pp.44-49
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    • 2017
  • A compact planar microstrip-fed ultra-wideband (UWB) antenna with a dual band-notched for UWB application is presented and analyzed. By inserting a U-shaped slot and inverted U-shaped slot into the pot-shaped radiator, two notched bands are achieved. By optimizing the width and length of the U-shaped slots and inverted U-shaped slot, a desired bandwidth of voltage standing wave ratio (VSWR) less than 2.0 can be achieved, ranging from UWB bands with notched dual bands. The proposed antenna is fabricated on an inexpensive FR-4 substrate with overall dimensions of $28.0mm{\times}39.5mm$. The measured results confirm that the proposed antenna covers from 1.775 to over 13.075 GHz with two rejection bands of around 3.325-3.925 GHz and 5.3125-6.025 GHz. In addition, the proposed antenna showed good radiation characteristics and gains in the UWB bands.