• 한국통신학회논문지
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• 제39B권9호
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• pp.570-577
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• 2014

거리 기반 실시간 측위 시스템에서 보다 정확한 측위가 가능하기 위해서는 우수한 측위 알고리즘과 함께 거리측정의 정확도 확보도 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 두 노드 간의 실제적인 거리측정의 정확도를 평가하기 위해 기존의 Symmetry 가정이 제거된 SDS-TWR 거리계산식 유도에 의한 정성적인 분석을 수행하고, 개발된 센서노드를 활용해 테스트 네트워크를 구축한 후 실험결과에 의한 정량적인 평가를 동시에 수행한다. 본 연구에서 구현된 IEEE 802.15.4a 소프트웨어 스택을 탑재한 센서노드 환경이 기존 나노트론사의 상용 참조보드 환경보다 평균 약 60% 감소된 거리측정 오차율을 산출하여 상대적으로 매우 높은 거리측정 정확도를 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.479-486
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• 2012

In this paper, a ranging system is proposed that is able to measure 360 degree omnidirectional distances to environment objects. The ranging system is based on the structured light imaging system with catadioptric omnidirectional mirror. In order to make the ranging system robust against environmental illumination, efficient structured light image processing algorithms are developed; sequential integration of difference images with modulated structured light and radial search based on Bresenham line drawing algorithm. A dedicated FPGA image processor is developed to speed up the overall image processing. Also the distance equation is derived in the omnidirectional imaging system with a hyperbolic mirror. It is expected that the omnidirectional ranging system is useful for mapping and localization of mobile robot. Experiments are carried out to verify the performance of the proposed ranging system.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권2호
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• pp.229-236
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• 2009

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.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.234-242
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• 2010

Two-way ranging methods such as TWR and SDS-TWR have been considered for many ranging systems because these methods are useful in the absence of synchronization. To estimate the location of a mobile node, complicated ranging procedures consisting of ranging frames between an anchor node and the mobile node are performed. Supporting multiple mobile nodes such as a few hundreds or thousands and several anchor nodes, the ranging procedures have the fatal disadvantage of processing delay and inefficient traffic bandwidth. On the other hand, the one-way ranging method is simple and fast, but susceptible to network synchronization. In this paper, we propose a method to modify asynchronous ranging equations to establish exact frequency or frequency offset, a method to estimate frequencies or frequency offsets, and a method to establish post-facto synchronization with anchor nodes. The synchronization for a node pair is adapted using instantaneous time information and corresponding difference of distances can be determined. We evaluate the performance of TWR, SDS-TWR and proposed ranging algorithms.

• 정보처리학회논문지C
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• 제15C권1호
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• pp.31-36
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• 2008

무선 센서망에서 이동노드의 위치를 추정하는데 센서노드의 클럭주파수 차이는 TOF 추정에 중요한 파라메타이며, 이동노드와 고정노드 간의 거리 추정에 크게 영향을 미친다. IEEE802.15.4a에서는 별도의 유선 등에 의한 망동기 공급이 없는 상태에서도 주파수 차이에 둔감한 비동기 TWR 및 SDS-TWR 거리 추정 방식을 제안하고 있다. 그러나 제안된 비동기 TWR 및 SDS-TWR 방식은 여전히 노드 쌍에 따른 주파수 차이, 프레임 처리 시간, 프레임 처리 시간 차이 등에 의한 영향을 충분히 제거하지 못하고 있다. 특히 주파수 차이가 큰 저가의 발진기 사용, 서로 다른 하드웨어 및 소프트웨어에서 동작하는 센서노드는 더 큰 위치추정 오류를 유발할 수 있다. 본 논문은 주파수 차이를 추정하는 방식을 제안하고, 기존의 TWR 및 SDS-TWR 방식에 적용하였다. 시뮬레이션을 통하여 주파수 차이 추정을 적용한 제안된 방식은 주파수 차이의 영향을 감소시켜 TWR 및 SDS-TWR 등의 성능을 개선시켰으며, 25cm 이하의 위치오류가 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.76-85
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• 2009

높은 해상도를 갖는 UWB 신호는 무선 개인영역망에서 거리추정 및 위치추정에 사용된다. 이들 노드는 국부클럭으로 동작하고, 노드간의 클럭 주파수 차이는 이동노드의 위치를 추정하는 거리추정 알고리즘에 심각한 영향을 미친다. IEEE802.15.4a의 저속 UWB에서는 추가적인 망동기의 도움 없이 수행하는 TWR 및 SDS-TWR의 비동기 양방향 거리추정 방식을 기술하고 있으나 클럭 주파수차이의 영향을 없애지는 못하고 있다. 그러므로 UWB 물리기능에 두 노드의 수정발진기 주파수 차이를 추정하는 방식이 필요하다. 고속 UWB에서는 추적회로를 사용한 수정발진기 편이 추정이 표준에 별도로 요구되지 않고 있다. 그러나 잡음이 없는 환경에서는 노드간의 수정발진기 편이 추정이 가능하다. 본 논문에서는 상대주파수 편이를 사용하여 TWR 기반의 거리추정 수식을 유도하였으며, 이상적인 수식에서의 잔여 오차를 분석하였다. 또한 시뮬레이션으로 상대주파수 편이 알고리즘의 성능을 평가하고, TWR 횟수에 따른 거리추정오차를 분석하였다. 결과적으로 클럭 해상도가 낮더라도 다수의 TWR을 사용한 상대주파수 편이 보상 방식에 의하여 거리추정오차의 성능이 개선됨을 알 수 있다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
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• pp.324-327
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• 2001

In this paper, a 24GHz FMCW radar system which measures the range and the relative velocity of a vehicle in close range is described. The intended ranging accuracy is 15cm and a possible system concept to achieve this objective is presented. The VCO nonlinearity correction method using a reference delay-line and the data extrapolation algorithms based on AR(autoregressive) model are applied. The implemented system shows relatively satisfactory results in ranging accuracy.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권12A호
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• pp.998-1005
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• 2009

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 기반으로 하는 M-WiMAX(Mobile-Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템의 상향링크에서는 여러 사용자들이 전송하는 각각의 신호가 서로 다른 지연시간으로 인해 한 OFDMA 심볼 내에 선형적인 위상 성분이 발생하고, 이 위상 성분들이 합성되어 다중 접속 간섭 (Multiple Access Interference : MAI) 으로 기지국에서의 레인징 코드 검출 및 지연시간 추정 성능을 열화 시키는 원인이 된다. 따라서, 본 논문에서는 각 사용자에 의해 발생되는 MAI 를 최소화하고, 레인징 코드 검출 및 지연시간 추정 성능을 향상시키기 위해 기존의 방법에 직렬 간섭 제거(Successive Interference Cancellation : SIC) 를 적용한 레인징 기법을 제안한다. 모의 실험을 통해 기존의 방법보다 향상된 성능을 보였으며, 3GPP LTE 의 랜덤 액세스와의 비교를 통해 M-WiMAX 의 레인징 성능 한계를 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.17-24
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• 2013

거리측정(Ranging-based) 기반 무선측위 알고리즘을 활용하는 무선 네트워크 환경에서 위치추적의 정확도는 노드들 간의 거리측정의 정확도에 크게 좌우된다. 저전력 무선 네트워크 환경에서 거리측정 기반 무선측위의 실용화를 위해서는 하드웨어에서 제공하는 거리측정 정확도를 훼손시키지 않고 그대로 유지할 수 있는 안정된 HAL(Hardware Abstraction Layer)과 MAC(Medium Access Layer) 소프트웨어의 구현이 요구된다. 본 연구에서는 IEEE 802.15.4a를 지원하는 RF 칩인 나노트론(Nanotron)사의 NA5TR1를 기반으로 한 센서노드를 제작한 후 이 노드에 탑재될 IEEE 802.15.4a 소프트웨어 스택의 기본적인 기능을 설계 구현하였다. 소프트웨어 스택은 나노트론 사의 SDS-TWR 기법의 일반모드를 거리측정 알고리즘으로 채택 지원하고 있다. 개발된 센서노드를 활용해 테스트 네트워크를 구축한 후 노드간의 실 환경에서 실시간 거리측정의 정확도를 평가한 결과 SDS-TWR의 일반모드에서 평균 거리측정 오류율은 24.2%인 것으로 나타났다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권1호
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• pp.381-394
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• 2016

The several noise level estimation algorithms that have been developed for use in image processing and computer graphics generally exhibit good performance. However, there are certain special types of noisy images that such algorithms are not suitable for. It is particularly still a challenge to use the algorithms to estimate the noise levels of complex textured photographic images because of the inhomogeneity of the original scenes. Similarly, it is difficult to apply most conventional noise level estimation algorithms to images rendered by the Monte Carlo (MC) method owing to the spatial variation of the noise in such images. This paper proposes a novel noise level estimation method based on histogram modification, and which can be used for more accurate estimation of the noise levels in both complex textured images and MC-rendered images. The proposed method has good performance, is simple to implement, and can be efficiently used in various image-based and graphic applications ranging from smartphone camera noise removal to game background rendition.