The KIPS Transactions:PartC (정보처리학회논문지C)

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Ranging Enhancement using Frequency Offset Compensation in High Rate UWB

고속 UWB에서 주파수 편이 보상을 사용한 거리추정 성능향상

  • 남윤석 (동국대학교 경주캠퍼스 정보통신공학과) ;
  • 장익현 (동국대학교 경주캠퍼스 정보통신공학과)
  • Published : 2009.04.30
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Abstract

UWB signal with high resolution capability can be used to estimate ranging and positioning in wireless personal area networks. The clock frequency differences of nodes have serious affects on asynchronous ranging methods to estimate locations of mobile nodes. The specification of high rate UWB describes successive TWR method with the estimation of a relative clock frequency offset. In this paper, we complete the ranging equations using relative frequency offset and time information, and propose a method to estimate the exact frequency offsets. We evaluate the ranging algorithms with simulation. The results show that the performances of the algorithms using frequency offsets are very close without noise. But, at noise environment, the method of exact frequency offsets shows better performance than that of relative frequency offsets.

WPAN에서는 해상도가 높은 UWB 신호를 사용하여 노드 간의 거리를 추정하고 이로부터 이동노드의 위치를 추정한다. 비동기 거리추정 방식은 고정노드와 이동노드 간에 비동기 상태에서 노드간의 거리를 추정하는 바 각 노드 국부클럭의 주파수 차이에 의한 영향이 심각하다. 고속 UWB에서는 각 노드 국부클럭의 주파수 차이에 의한 영향을 감소시키기 위하여 비동기 TWR 방식을 연속으로 수행하고, 상대주파수 편이 보상방안을 제시하고 있다. 본 논문에서는 고속 UWB의 상대주파수 편이 보상 수식을 완성하고, 이를 적용하는데 대한 문제점을 분석하고, 정확한 주파수편이 보상 방안을 제안한다. 거리추정 방식은 원래의 TWR, 상대주파수 편이 보상 및 정확한 주파수 편이 보상 방식에 의한 TWR에 대하여 시뮬레이션으로 성능을 분석하였다. 상대주파수편이 방식과 정확한 주파수편이 방식은 잡음이 없는 상태에서는 유사한 성능을 나타내었다. 제안된 정확한 주파수 편이 방식은 SNR이 열악한 환경에서 상대주파수 편이 보상 방식보다 정확한 거리를 추정하는 것을 확인하였다.

Keywords

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