• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권12A호
• /
• pp.925-932
• /
• 2009

최근에 온도관리가 필수조건인 신선식품의 유통관리 분야에서 전지 지원 수동형 센서태그에 대한 요구가 크게 증대되고 있다. ISO/IEC18000-6REV1은 산업체에서 널리 사용되고 있는 EPCglobal Class1 Generation2 규격의 RFID 태그와 호환되는 전지 지원 수동형 센서태그를 지원하는 표준을 규정하고 있다. 본 논문에서는 전지 지원 수동형 센서태그를 지원하는 리더 모뎀을 FPGA로 설계하였으며, ISO/IEC18000-6REV1에서 정의하는 센서 데이터 처리기능을 개발하였다. 모뎀의 송신 블록은 표준에서 규정하는 성형필터(pulse shaping filter)를 지원하며, RF출력 신호는 표준에서 권고하는 스펙트럼 마스크를 만족한다. 태그의 신호를 수신하는 모뎀의 수신 블록은 심벌 타이밍 동기에 널리 사용되는 Gardner TED(Timing Error Detection) 방법을 이용하였으며, 동기 방식으로 설계된 수신기는 FM0, Miller-2, Miller-4, 그리고 Miller-8 신호를 모두 수신할 수 있다. 본 논문에서는 표준화가 진행중인 ISO/IEC18000-6REV1 규격을 만족하는 모뎀과 센서태그용 리더 시스템을 개발하여 센서태그 및 수동형 태그를 무선 환경에서 안정적으로 인식하였으며, 임베디드 리눅스 기반 플랫폼에서 센서 프로토콜을 구현하여 센서 데이터를 실시간으로 처리하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제6권4호
• /
• pp.159-166
• /
• 2017

The position of autonomous driving vehicle is basically acquired through the global positioning system (GPS). However, GPS signals cannot be received in tunnels. Due to this limitation, localization of autonomous driving vehicles can be made through sensors mounted on them. In particular, a 3D Light Detection and Ranging (LIDAR) system is used for longitudinal position error correction. Few feature points and structures that can be used for localization of vehicles are available in tunnels. Since lanes in the road are normally marked by solid line, it cannot be used to recognize a longitudinal position. In addition, only a small number of structures that are separated from the tunnel walls such as sign boards or jet fans are available. Thus, it is necessary to extract usable information from tunnels to recognize a longitudinal position. In this paper, fire hydrants and evacuation guide lights attached at both sides of tunnel walls were used to recognize a longitudinal position. These structures have highly distinctive reflectivity from the surrounding walls, which can be distinguished using LIDAR reflectivity data. Furthermore, reflectivity information of tunnel walls was fused with the road surface reflectivity map to generate a synthetic reflectivity map. When the synthetic reflectivity map was used, localization of vehicles was able through correlation matching with the local maps generated from the current LIDAR data. The experiments were conducted at an expressway including Maseong Tunnel (approximately 1.5 km long). The experiment results showed that the root mean square (RMS) position errors in lateral and longitudinal directions were 0.19 m and 0.35 m, respectively, exhibiting precise localization accuracy.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제8권2호
• /
• pp.79-85
• /
• 2019

The mission tasks of polar exploration utilizing unmanned systems such as glacier monitoring, ecosystem research, and inland exploration have been expanded. To facilitate unmanned exploration mission tasks, precise and robust navigation systems are required. However, limitations on the utilization of satellite navigation system are present due to satellite orbital characteristics at the polar region located in a high latitude. The orbital inclination of global positioning system (GPS), which was developed to be utilized in mid-latitude sites, was designed at $55^{\circ}$. This means that as the user is located in higher latitudes, the satellite visibility and vertical precision become worse. In addition, the use of satellite-based wide-area augmentation system (SBAS) is also limited in higher latitude regions than the maximum latitude of signal reception by stationary satellites, which is $70^{\circ}$. This study proposes a local-area augmentation system that additionally utilizes Global Navigation Satellite System (GLONASS) considering satellite navigation system environment in Polar Regions. The orbital inclination of GLONASS is $64.8^{\circ}$, which is suitable in order to ensure satellite visibility in high-latitude regions. In contrast, GLONASS has different system operation elements such as configuration elements of navigation message and update cycle and has a statistically different signal error level around 4 m, which is larger than that of GPS. Thus, such system characteristics must be taken into consideration to ensure data integrity and monitor GLONASS signal fault. This study took GLONASS system characteristics and performance into consideration to improve previously developed fault detection algorithm in the local-area augmentation system based on GPS. In addition, real GNSS observation data were acquired from the receivers installed at the Antarctic King Sejong Station to analyze positioning accuracy and calculate test statistics of the fault monitors. Finally, this study analyzed the satellite visibility of GPS/GLONASS-based local-area augmentation system in Polar Regions and conducted performance evaluations through simulations.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제11권4호
• /
• pp.369-379
• /
• 2022

In weighted k-nearest neighbor (WkNN)-based Fingerprinting positioning step, a process of comparing the requested positioning signal with signal information for each reference point stored in the fingerprint DB is performed. At this time, the higher the number of matched base station identifiers, the higher the possibility that the terminal exists in the corresponding location, and in fact, an additional weight is added to the location in proportion to the number of matching base stations. On the other hand, if the matching number of base stations is small, the selected candidate reference point has high dependence on the similarity value of the signal. But one problem arises here. The positioning signal can be compared with the repeater signal in the signal information stored on the DB, and the corresponding reference point can be selected as a candidate location. The selected reference point is likely to be an outlier, and if a certain weight is applied to the corresponding location, the error of the estimated location information increases. In order to solve this problem, this paper proposes a WkNN technique including an outlier removal function. To this end, it is first determined whether the repeater signal is included in the DB information of the matched base station. If the reference point for the repeater signal is selected as the candidate position, the reference position corresponding to the outlier is removed based on the clustering technique. The performance of the proposed technique is verified through data acquired in Seocho 1 and 2 dongs in Seoul.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제12권4호
• /
• pp.359-367
• /
• 2023

In order to ensure the high-integrity of reference stations of satellite navigation system, cycle slip should be precisely monitored and compensated. In this paper, we proposed a cycle slip algorithm for the integrity monitoring of the reference stations. Unlike the legacy method using the Melbourne-Wübbena (MW) combination and ionosphere combination, the proposed algorithm is based on ionosphere combination only, which uses high precision carrier phase observations without pseudorange observations. Two independent and complementary ionosphere combinations, Ionospheric Negative (IN) and Ionospheric Positive (IP), were adopted to avoid insensitive cycle slip pairs. In addition, a second-order time difference was applied to the IN and IP combinations to minimize the influence of ionospheric and tropospheric delay even under severe atmosphere conditions. Then, the cycle slip was detected by the thresholds determined based on error propagation rules, and the cycle slip was identified through weighted least square method. The performance of the proposed cycle slip algorithm was validated with the 1 Hz dual-frequency carrier phase data collected under the difference levels of ionospheric activities. For this experiment, 15 insensitive cycle slip pairs were intentionally inserted into the raw carrier phase observations, which is difficult to be detected with the traditional cycle slip approach. The results indicate that the proposed approach can successfully detect and compensate all of the inserted cycle slip pairs regardless of ionospheric activity. As a consequence, the proposed cycle slip algorithm is confirmed to be suitable for the reference station where real time high-integrity monitoring is crucial.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.362-370
• /
• 2021

본 논문에서는 휠체어 사용자의 이동권 확보를 위한 계단 승강 로봇 개발에 있어 ToF센서 및 IMU의 데이터를 기반으로 자율 계단 승강 기법을 제시하였다. 자율 계단 계단 승강 기법은 랜딩기어 동작 시점을 위치로 구분하고 상태 머신을 활용하여 제어하였다. 본 연구에서 제시한 이론의 검증을 위해 표준 기준의 모형 계단을 제작하여 실험하였다. 진입각 확보 실험을 통해 랜딩기어의 동작 길이 평균 오차는 2.19%, Pitching 기준 진입각 평균 오차는 2.78%로 부드러운 진입을 확인하였고, 자율 계단 승강 기법의 단계 구분 및 상태 전이를 검증하였다. 제안된 기법의 실적용 시 교통약자들의 이동제약을 줄일 수 있을 것이고, 이동권 보장을 통한 자립심의 고취가 기대된다.

• 한국운동역학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.159-166
• /
• 2009

본 연구의 목적은 실외 보행 실험 시 사용하기에 간편한 가속도계를 이용하여 보행 이벤트를 자동으로 검출하는 알고리즘을 개발하고 검증하는 것이다. 개발된 알고리즘은 신발의 발등에 부착된 3축 가속도계의 가속도의 총합과 보행 진행 방향(x축) 가속도를 이용하였다. 가속도 총합은 착지 시점의 검출에, x축 가속도는 이지 시점의 검출에 각각 사용되었다. 7명의 피험자가 느린 보행 속도 선호 보행 속도 빠른 보행 속도로 보행 실험을 수행하였고, 개발된 알고리즘의 검증을 위해 지면반력기를 포함한 3차원동작분석시스템과 동시에 실시되었다. 지면반력기를 이용한 보행 시점을 기준으로, 기존에 발표된 동작 자료만을 이용한 알고리즘을 통하여 얻어진 보행 시점도 함께 비교 하였다. 그 결과, 고안된 알고리즘의 정확도는 지면반력기를 이용한 값에 평균, 착지시점은 $22.33{\pm}17.45ms$, 이지시점은 $26.82{\pm}14.78ms$의 차이가 났고, 그 오차의 패턴이 일관적으로 20ms가량 먼저 검출되는 경향이 있었다. 일반적으로 트레드밀 실험에서 많이 사용되는 동작데이터를 통한 보행 시점의 비교에서도 크게 차이를 보이지 않았다. 그러므로 개발된 알고리즘은 실외 실험의 보행 시점 검출에 이용할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 연구로는 현재의 가속도계만으로 보행 시점뿐 만아니라, 중력가속도 성분을 제거하여 보행 공간변인의 추출이 필요할 것이다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권10C호
• /
• pp.1017-1026
• /
• 2005

버스트 방식 OFDM 시스템에서의 프레임 동기는 수신된 프레임의 시작 위치를 판단하고, 정확한 FPT-window 위치 추정을 위해 가장 우선적으로 수행되어야 한다. 유효 OFDM 심볼 내의 규정된 반복 패턴 또는 보호 구간의 상관을 이용하는 기존의 일반적인 프레임 동기 방식은 연속적으로 증가하다 감소하는 상관 출력 특성에 의해 정확한 프레임 시작 지점 검출이 어려우며, 수신 신호와 기준 신호 간의 상관 특성을 이용하는 방식은 주파수 옵셋으로 인한 성능 열화를 초래한다. 따라서, 본 논문에서는 프레임 동기 방식으로서 주파수 옵셋에 강인하고 정확한 프레임 시점 검출이 가능한 차동 상관(Differential Correlation) 방식을 기반으로 한 새로운 알고리즘을 제안하였다. 그러나, 일반적인 차동 신호의 상관 결과는 프리앰블의 반복 구조에 의해 다수의 Peak를 가지게 되며 이로 인하여 정확한 프레임 동기의 검출 성능이 열화된다. 본 논문에서는 이러한 차동 검출 방식의 단점을 보완하기 위하여 차동 신호 생성 시 반복되는 동일 패턴 구간의 샘플을 이용하여 단일 상관 Peak를 갖는 알고리즘을 제안한다. 또한 다중경로 페이딩 채널 환경에서 페이딩에 의한 프레임 시작 위치 검출 에러를 줄이기 위하여 신호 전력으로 상관 출력 값을 정규화하는 블록을 도입함으로써 고속 이동 채널 환경에서의 프레임 시작 지점 검출 확률을 높였다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제40권2호
• /
• pp.56-63
• /
• 2003

본 논문은 IMT-2000 3GPP 시스템을 위한 다중 전송율 병렬형 간섭제거기의 구현시 성능에 영향을 미치는 구현 요소들에 대해서 고찰한다. 본 논문에서 고려되는 병렬형 간섭제거기는 복잡도를 고려하여 다중전송률 처리를 위하여 사용자간 비동기 환경에서 블록단위로 신호를 판정하고 샘플단위로 간섭제거를 수행하는 샘플단위 병렬형 간섭제거기를 사용한다. 샘플단위 간섭제거를 사용하면 기존의 블록단위 간섭제거방식에 비하여 복잡도를 크게 줄일 수 있으며, 사용자 수가 증가하는 경우에도 복잡도 증가를 최소화 할 수 있다. 모의실험을 통하여 동기화 되지 않은 사용자와 외부 셀 간섭, 타이밍 오류, 오버샘플링율, 양자화 비트 수가 간섭제거기 성능에 미치는 영향을 분석한다. 이를 바탕으로 성능과 복잡도를 고려한 최적의 파라미터를 도출하고, 실제 구현 시에 고려해야 할 여러 가지 구현 요소들에 대한 모델을 정립한다. 마지막으로, 시스템 복잡도 또한 중요한 구현요소 중의 하나이므로 사전 간섭제거 방식들에 따른 복잡도를 분석한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권3A호
• /
• pp.274-281
• /
• 2006

센서 네트워크에서 시각 동기 기술은 동기 기반 통신 프로토콜 개발뿐만 아니라, 암호화 기술에서의 타임 스탬프, 타 노드들로부터의 같은 이벤트 중복 감지 인식, beamforming, 기록된 이벤트들의 발생 순서 구분 등 다양한 응용을 위해 필요하다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서 신뢰성 있는 시각 동기 프로토콜(RTSP: Reliable Time Synchronization Protocol)을 제안한다. 제안하는 기법은 깊이가 낮은 계층적 트리 형태의 네트워크 토폴로지를 구성하여 동기 오류를 줄이고, 후보 부모 노드의 정보를 유지함으로써 노드의 이동, 에너지 소진 및 물리적 결함으로 인한 토폴로지 변화에 대응한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과는 RTSP가 기존의 TPSN(Timing-sync Protocol for Sensor Networks)과 비교하여 동기 정확도에 있어 20% 가량 향상됨을 보인다. 또한, 네트워크 내 노드의 결함으로 토폴로지 변화 시 동기화에 필요한 메시지 수를 $20%{\sim}60%$ 감소시키는 효과를 보인다. 노드의 무선 전송 거리를 서로 다르게 설정했을 경우에도 RTSP의 통신 부하는 TPSN에 비해 최대 40% 이상 감소된다.