• 제목/요약/키워드: 다중경로 오차 제거 기법

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GPS수신기의 다중경로 오차 제거를 위한 가중 상관기의 성능평가 (Evaluation of Weighted Correlator for Multipath Mitigation in GPS Receiver)

  • 신미영;장한진;서상현;박찬식;황동환;이상정
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.409-414
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    • 2007
  • GPS 환경에서 다중경로 신호는 의사거리 측정 정확도의 성능을 감소시키므로 GPS에 기반한 응용에서 위치 성능 감소로 나타나며, 이는 특히 고층 건물이 많은 도심환경 및 수면에 의한 반사가 많은 해양에서 문제가 된다. 다중경로 신호는 GPS 수신기 내부 상관기에서 상관 함수의 Early-Late 간 비대칭을 유발하므로, 본 논문에서는 Late 상관 값의 비대칭 정도를 보상하여 다중경로 오차를 제거하기 위한 가중 상관기 구조를 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 구현하고, 그 성능을 평가하였다. 가중 상관기는 2개의 상관 암으로 이루어진 다중 상관기를 사용하여 상관함수의 비대칭 여부를 판단하고, 비대칭성을 감소시키기 위한 보정치를 생성한다. 이 구조는 다중 상관기에 비하여 연산 처리량 부하는 감소시키는 반면, 비슷한 다중경로 오차 제거 성능을 제공한다. 본 논문에서는 다중경로 신호 생성 블록을 포함한 GPS 신호 발생기와 가중 상관기 구조를 포함한 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 다중경로 오차 제거 성능을 검증하였다. 실험을 통하여 가중 상관기가 일반 상관기와 협대역 상관기보다 더 나은 오차 제거 성능을 보임을 확인하였다.

원자 시계를 이용한 위성 시계 감시 기법 구현

  • 김정원;박찬식;황동환;양성훈;이창복
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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    • pp.493-496
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    • 2006
  • 본 논문에서는 원자 시계를 이용한 위성 시계 감시 기법을 제안하고 실시간으로 구현하였다. GPS 수신기 측정치에는 궤도 오차, 이온층 지연, 대류층 지연, 다중경로, 수신기 시계 오차들이 포함되어 있어 감시국에서는 위성 시계 오차가 이러한 오차보다 커지기 전에는 검출하기가 어렵다. 따라서 천천히 변화하는 위성시계 오차를 검출하는데 긴 시간이 소요된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 원자시계를 이용하여 수신기 시계오차를 최소화하고, 이중 주파수 측정치를 이용하여 전리층 지연을 제거하는 등 위성 시계 오차 외의 나머지 오차 성분들을 효과적으로 제거하고 남은 오차의 특성으로부터 위성시계의 이상을 감시하는 방법을 제안하였다. 제안한 기법은 윈도우 기반 GUI형태의 소프트웨어로 구현하였고, 원자시계로부터 시각을 제공받는 GPS 수신기로 실시간으로 데이터를 수신하여 그 타당성을 확인하였다. 수신기에 원자시계를 이용함으로써 이상판별을 위한 임계치를 낮출 수 있어 천천히 변화하는 이상을 빨리 검출할 수 있어 이를 일반 사용자가 방송함으로써 사용자의 안전성을 향상시킬 수 있을 것이다.

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선형 주파수 변조 신호의 부엽 제거를 통한 다중 경로 환경에서의 UWB 위치 추정 성능 향상 기법 (A Study on the Performance Improvement for UWB Ranging in Multipath Environments by Modified Linear FM Signals)

  • 이우경
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.587-596
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    • 2006
  • 최근 논의되는 대로 향후 가용 UWB(Ultra-Wideband) 대역폭이 축소되면 기존 UWB 신호의 광대역 특성이 약해지고 특히 다중 경로 환경에서 성능 저하가 두드러질 것으로 예상된다. 본 논문에서는 향후 변경되는 UWB 허가 대역에서 펄스 발생을 용이하게 하고 에너지 효율성을 높이는 방법으로써 선형 주파수 변조 신호를 사용하는 방법을 제안한다. 주파수 변조 신호를 사용함으로써 다중 경로 환경에서 신호 감지 성능이 향상되고 UWB 통신에서는 신호 동기 특성이 향상됨을 보인다. 정합 필터와 부엽 제거 필터를 사용하는 수신단을 도입하여 신호대 간섭비를 높이고 거리 측정 오차를 더욱 감소시키는 기법을 소개한다.

FMT 시스템에서 동기 오차와 잡음에 강인한 도플러 주파수 추정 기법 (Doppler Frequency Estimation Robust to Synchronization Error and Noise in FMT Systems)

  • 염재흥;조영훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권6C호
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    • pp.572-579
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    • 2010
  • Filtered multi-tone (FMT) 다중 경로 페이딩에 강인하고 보호 구간 없이 전송됨으로 이동 통신 시스템에 효율적 방식이다. 이동 통신 시스템은 채널 추정과 링크 적응 성능의 향상을 위해서 도플러 주파수 정보를 필요로 하지만 기존 도플러 주파수 추정 연구는 직교 분할 다중 접속 (OFDM)에 집중되었고 FMT 방식에서 수행되지 않았다. OFDM에서 기존 연구는 잡음 회피를 위해서 시간 영역에서 처리함으로 상당한 복잡도를 갖고 또한 수신기의 동기 오차를 고려하지 않는다. 본 논문은 동기 오차로 인하여 발생하는 시간 영역과 주파수 영역에서 자기 상관의 위상 성분을 제거함으로써 동기 오차와 잡음에 강인한 도플러 주파수 추정 기법을 제안한다. 제안 기법이 FMT 방식의 상용화 시스템인 TETRA enhanced data service (TEDS)에 적용될 때 정확한 도플러 주파수를 추정한다.

디지털 영상을 활용한 도심지 내 GPS 다중경로오차 경감 방법 개발 (Development of GPS Multipath Error Reduction Method Based on Image Processing in Urban Area)

  • 윤성주;김태정
    • 한국측량학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.105-112
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    • 2018
  • GPS측위는 수신한 신호를 바탕으로 계산된 위성의 위치와, 의사거리를 이용하여 수신기의 위치를 결정한다. 위성의 신호는 전달되는 과정에서 주변 물체에 의해 반사 및 굴절되는데, 이에 신호전달이 지연되어 다중경로 오차가 유발된다. 본 논문에서는 정확도 향상을 위해 영상을 활용한 다중경로 오차 경감 방식을 제안하고자한다. 연구의 목표는 영상처리를 이용하여 신호의 차폐환경을 계산하고 GPS측위에 적용하여 오차를 보정하는 것이다. 먼저, 영상의 잡음 제거를 위한 전처리 기법을 수행한다. 다음으로, 허프변환을 적용하여 건물옥상의 외곽선을 검출하고, 연산을 통해 차폐각과 허용가능한 방위각 범위를 계산한다. 이후, 영상처리 결과를 바탕으로 위성을 차폐에 따라 분류한다. 최종적으로, 분류된 위성에 서로 다른 무게를 적용하는 가중치 모델을 세우고 단독측위방식을 기반으로 수신기 위치를 결정한다. 실험에는 600개의 GPS데이터를 사용하였으며, 수평방향 RMSE의 경우 2.29m, 수직방향 RMSE의 경우 15.62m 오차가 절감된 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서, GPS측위기술에 영상처리기술을 융합한 복합측위 방식의 가능성을 확인할 수 있었다.

적응배열 시스템에서 빔 지향 오차 수정기법에 대한 연구 (A Study on the Beam Steering Error Modification method to Adaptive Array System)

  • 이명호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.39-44
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    • 2008
  • 무선채널에서는 다중경로성분으로 인하여 간섭성분이 존재한다. 이러한 간섭성분을 제거하는 적응 배열 안테나는 간섭신호에 대해서는 영점을 형성하고 표적신호에 대해서는 이득을 최대화시킨다. 표적신호와 상관도가 있는 코히런트 간섭신호가 입사된다면 배열출력에서 표적신호까지 제거시키는 문제점이 있다. 그리고, 적응배열안테나는 지향오차에 민감한 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 코히런트간섭에 대한지향오차를 해결하기 위한 기존 알고리즘을 각각 소개하고 그 문제점을 분석하여 자유도의 손실을 최소화면서 코히런트 간섭과 지향오차를 감소시키는 빔 형성 기법을 제안하였다.

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MUD 기반 수신기의 채널 추정을 위한 주 경로 선택 알고리즘 (Dominant Path Selection Algorithm for Channel Estimation of MUD Based Receiver)

  • 변형주;서인권;김영록
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권5C호
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    • pp.398-405
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    • 2005
  • 다중 사용자 검출 기법을 기반으로 하는 무선 통신 수신기는 단일 사용자 검출 기법에 비해 더욱 정확한 채널 추정을 필요로 한다. 추정 채널 계수 중에서 잡음 성분만을 포함하는 계수를 제거함으로써 더욱 정확한 채널 응답을 추정해 내기 위한 방법으로 주 경로를 선택하는 기법이 있다. 일반적으로 주 경로를 선택하기 위해서는 잡음과 간섭의 전력을 먼저 추정한 후에 그 값과 상대적인 문턱값을 기준으로 하여 신호의 유무를 판단하는 기법이 사용된다. 본 논문에서 제안된 적응적 주 경로 선택 기법은 문턱값 기법을 반복적으로 수행하며 각 반복 단계에서 계산된 오차로 반복 지속 여부를 판단하기 때문에 반복 횟수가 채널 환경에 따라서 적응적으로 변화한다. 제안된 기법의 반복에 의한 처리 속도 지연은 상대적으로 무시할 수 있을 정도로 작고, 하드웨어 복잡성의 증가가 거의 없이 보다 정확한 잡음 전력의 추정치를 얻을 수 있는 장점을 갖고 있다. 제안된 기법의 다중 사용자 기반 3GPP TDD 환경에서의 실험 결과는 BER 성능의 향상을 보이지는 않지만 잡음 및 간섭 전력 추정의 오류는 $10\%$정도이며 이는 최대 $50\%$의 오류를 갖는 일반적인 방법에 비해 현저히 낮다.

관측데이터 처리의 품질제어를 통한 GPS 측위의 신뢰성 향상 (Application of Quality Control Procedure to Improve Reliability of GPS Positioning)

  • 이경성;이흥규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권2D호
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    • pp.319-327
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    • 2009
  • GPS 관측에 의해 정확한 위치추정을 위해서는 올바른 함수모형과 통계모형이 사용되어야 한다. 그러나 함수모형에 고려되지 않는 과대오차가 관측데이터에 포함되어 있는 경우는 추정좌표에 편의를 유발 시킨다. 이러한 과대오차는 전리층영향과 다중경로의 급격한 변화 혹은 수신기 오작동에 의해 주로 발생하며, 최소제곱법에 의한 수신기 위치 추정에서 반드시 제거해야 정확도를 최대화 할 수 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 과대오차의 검출, 규명, 적용의 세 단계로 구성된 GPS 관측데이터 처리에서의 품질제어 알고리즘과 통계검정 기법의 성능을 나타내는 신뢰도 이론을 연구하여 의사거리를 이용하는 단독측위에 대하여 구현하였다. 이를 바탕으로 정지측위와 동적측위 관측실험을 실시하여 분석한 결과 잉여관측데이터수가 많고 기하구조의 강도가 높고 보다 현실적인 통계모형을 사용할 때 과대오차 규명 성능이 높아졌으며, 관측데이터에서 과대 오차가 제거됨에 따라 추정좌표의 정확도가 증가되어 전체적으로 GPS 측위의 신뢰성을 향상 시킬 수 있었다.

상관함수의 비대칭성 추정을 통한 다중 경로 오차 제거 기법 (Multipath Mitigation Method Through Asymmetry Estimation of Correlation Function)

  • 장한진;문승욱;김정원;이상정;황동환
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제12권10호
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    • pp.1050-1055
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    • 2006
  • Since the muiltipath signal arrives at the GPS receiver later than the line-of-sight signal, the multipath signal makes the shape of the correlation function asymmetric. This paper proposes a multipath mitigation method through asymmetry estimation of the correlation function, in which multiple correlators are utilized. The asymmetry is estimated from correlation values of correlators which have different chip spacings. Based on the estimated asymmetry, the correlation function is modified in order to get a better code tracking performance. Even through the proposed method uses multiple correlators including the narrow correlator, the acquisition performance is not degraded since the number of search cell of the narrow correlator part can be reduced in the algorithm of the proposed method. The simulation results show that the proposed method gives better performance than the generic correlator in multipath environment.

유한 상태 기계를 이용한 자율무인기뢰처리기의 다중센서융합기반 수중유도항법시스템 설계 (Multi-sensor Fusion Based Guidance and Navigation System Design of Autonomous Mine Disposal System Using Finite State Machine)

  • 김기훈;최현택;이종무
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권6호
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    • pp.33-42
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    • 2010
  • 본 연구에서는 실해역에서 해류를 고려한 실용적인 유도 시스템을 제안하고 있다. 본 논문에서는 생성된 경로의 최적성은 주요 이슈가 아니다. 시작점부터 목표점까지의 경로는 주요 해류의 방향축을 고려하여 운용 경험이 많은 전문가의 경유점 선택을 통하여 생성된다. 본 논문에서는 또한 초단기선, GPS, 도플러 속도계 그리고 자세센서 등의 계측치를 통해서 다중센서융합알고리즘을 이용하여 정밀 수중항법 솔루션 구현에 대하여 설명하고 있다. 정밀하고 정확하고 갱신 주기가 빠른 수중항법 솔루션을 구현하기 위하여 세 가지 전략을 사용하였다. 첫째는 추측항법의 단독 성능을 향상시키기 위하여 선수각 정밀 정렬을 수행하였다. 둘째는 기본이 되는 단독추측항법이 적분 알고리즘에 기반을 두었기 때문에 시간의 추이에 따른 누적오차의 증가 특성을 가지고 있는데 이를 막기 위하여 주기적으로 절대 위치 정보를 다중센서융합 기법을 이용하여 융합하여 주는 것이다. 셋째는 융합알고리즘의 품질 향상을 위하여 효율적인 특이점 제거 알고리즘을 도입하는 것이다. 개발된 정밀수중항법알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 자율기뢰처리기와 심해무인잠수정의 실해역 데이터를 사용하였다.