The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Design and Implementation of the Localization System Using Distance Identification Code in Wireless Sensor Network

무선 센서네트워크에서 거리 식별코드를 이용한 위치인식시스템 설계 및 구현

  • 최창용 (동명대학교 컴퓨터공학과 모바일기술연구실) ;
  • 이동명 (동명대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2009.08.31
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Abstract

The localization algorithm(LAtu) using the IDentification Code($C_{ID}$) is suggested in RSS(Received Signal Strength) based Wireless Sensor Network(WSN), and the localization system using the suggested algorithm is designed and implemented in this paper. In addition to this, the performance of ranging correction quality and localization error of the localization system(System(LAtu)) that is developed using the LAtu is analyzed and compared with that of the localization system(System(LAieee)) using the channel model of IEEE 802.15.4 standard(LAieee) by the actual experimentation. From the experimentation, the ranging correction quality is analyzed that the LAtu is highly better than the channel model of LAieee about 34% under the distance between the moving module and the beacon module($D_{MM-BM}$) is 2m, and is also a few better than that of the LAieee about average 5% under the $D_{MM-BM}$ is above 5m. The localization error quality of the System(LAtu) is lower than that of the System(LAieee)) about 1cm under the lecture room and 4cm in the large lecture room.

본 논문에서는 RSS(Received Signal Strength) 기반 무선 센서네트워크에서의 거리 식별코드를 이용한 거리측정 알고리즘(LAtu)을 제안하고 이를 기반으로 위치인식시스템을 설계 및 구현하였다. 또한 제안한 거리측정 알고리즘의 Ranging 정확도 성능과, 제안한 거리측정 알고리즘을 적용해서 개발한 위치인식시스템(System(LAtu))의 위치측정 오차 성능을 실제 위치인식 실험을 통해 IEEE 802.15.4 표준규격의 채널모델(LAieee)을 적용한 위치인식 시스템(System(LAieee))과 비교분석하였다. 성능분석의 결과, Ranging 정확도의 성능은 이동모듈과 비콘모듈간의 거리($D_{MM-BM}$)가 2m의 경우는 LAtu가 IEEE 802.15.4 표준규격의 채널모델(LAieee) 보다 34%정도 더 우수하였고, $D_{MM-BM}$가 5m 이상인 경우에서도 LAtu가 LAieee 보다 평균 5% 정도 더 정확하였다. System(LAtu)의 위치측정 오차 성능은 System(LAieee)에 비해 강당에서 1cm, 강의실에서 4cm 정도로 근소하게 낮았다.

Keywords

References

  1. M. Weiser, 'The Computer for the 21st Century,' Scientific American, pp.94-104, September 1991 https://doi.org/10.1038/scientificamerican0991-94
  2. 조영수, 조성윤, 김병주, 이성호, 김재철, 최완식, '실내외 연속측위 기술 동향', 한국전자통신연구원, 전자통신동향분석, 22권 3호, pp.20-28, 2007. 6
  3. 박옥선, 정광렬, 김성희, '유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 위치인식 기술 및 시스템,' 정보통신연구진흥원, 주간기술동향(1098호), pp.11-21, 2003. 6. 4
  4. 김재호, 김영섭, 박옥선, 김성희, '유비쿼터스 위치기반 서비스 및 위치인식시스템 연구 동향', 정보통신연구진흥원, 주간기술동향(1127호), pp.1-15, 2003. 12. 24
  5. 김학용, 김성덕, 서동길, 지정강, 장현태, '근거리위치추적 기술 동향,' 정보통신연구진흥원, 주간기술동향(1322호), pp.1-12, 2007. 11. 14
  6. 남윤석, 최은창, 허재두, '저속 WPAN에서 수신신호세기의 Vector Matching을 이용한 위치인식방식,' 한국데이타베이스학회, 정보기술과 데이타베이스 저널 제12권 제4호, pp.93-104, 2005. 12
  7. A. Ward, A. Jones, and A. Hopper, 'A New Location Technique for the Active Office,' IEEE Personal Communications, Vol.4, No.5, pp.42-47, October, 1997 https://doi.org/10.1109/98.626982
  8. N.Priyantha, A. Chakraborty, H. Balakrishnan, 'The Cricket Location-Support System,' Proc. 6th int'l Conf. on Mobile Computing and Networking(Mobicom 2000), pp.32-43, 2000 https://doi.org/10.1145/345910.345917
  9. A. Savvides, C. C. Han, and M. B. Srivastava, 'Dynamic fine-grained localization in ad-hoc Networks of sensors,' Proc. MobiCom 2002, Rome, Italy, July, 2001 https://doi.org/10.1145/381677.381693
  10. Gresham, I. et al., 'Ultra-Wideband Radar Sensors for Short-Range Vehicular Applications,' Invited Paper, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol.52, No.9, pp.2105-2122, September 2004 https://doi.org/10.1109/TMTT.2004.834185
  11. IEEE Std, IEEE802.15.4：Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks LRWPANs), pp.266, October, 2003