• 전기학회논문지
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• 제64권3호
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• pp.445-450
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• 2015

In the moving target problem, the velocity information of the moving target is very important as well as the high accuracy position information. To solve this problem, active researches are being conducted recently with combine the Time Difference of Arrival (TDOA) and Frequency Delay of Arrival(FDOA) measurements. However, since the FDOA measurement is utilizing the Doppler effect due to the relative velocity between the target source and the receiver sensor, it may be difficult to use the FDOA measurement if the moving target speed is not sufficiently fast. In this paper, we propose a method for estimating the position and the velocities of the target by using only the TDOA measurements for the low speed moving target in the indoor environment with sensor network. First, the target position and heading angle are obtained from the estimated positions of two attached transmitters on the target. Then, the target angular and linear velocities are also estimated. In addtion, we apply the Instrumental Variable (IV) technique to compensate the estimation error of the estimated target velocity. In simulation, the performance of the proposed algorithm is verified.

• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.37-45
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• 2015

TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival) 정보를 활용한 고 정밀 위치 추정 방법에 대한 연구는 최근 전자전 시스템 분야의 핵심 주제이다. TDOA/FDOA 위치 추정 시스템은 TDOA와 FDOA 정보를 추출하는 단계와 추출한 정보로부터 신호원의 위치를 추정하는 두 단계로 나뉘며, 정보 추출 단계에서 CAF (complex ambiguity function) 기반의 다양한 알고리즘이 제안되었다. 미상 신호원과 수신단간의 이격이 수백km인 전자전 지원 시스템 환경에서 기존의 CAF 기반 알고리즘을 사용하여 통신 신호로부터 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 경우, 고 정밀 위치 추정을 위해서는 수신단에서 장시간의 수집시간이 요구된다. 이러한 수집시간의 증가는 신호처리를 위해 수신단으로부터 중앙처리장치로 데이터를 전송하는 데 소요되는 시간을 수용할 수 없을만큼 늘어나게 할뿐만 아니라, 데이터량의 증가로 인한 연산량의 증가까지 야기하게 된다. 따라서 본 논문에서는 전자전 환경에서 통신 신호 기반 TDOA/FDOA 정보의 정밀 추정에 요구되는 수집시간을 CRLB (Cramer-Lao lower bound)를 이용하여 이론적으로 분석하고, 고 정밀 추정을 위해 장 시간동안 수집된 대용량의 데이터를 이용하였을 때, 기존의 알고리즘과 정확도는 유사하면서 전송시간 및 연산량을 최소화하는 2-단계 전역 최적화 알고리즘을 제안한다. 또한 제안한 알고리즘을 기존 CAF 기반 알고리즘과 연산량을 비교 분석하고, CRLB를 통해 유도된 한계 성능과 비교 분석하여 알고리즘의 성능을 검증한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권8호
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• pp.16-23
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• 2010

본 논문에서는 위성통신시스템에서 임의의 전파를 발사하는 미지의 송신원의 위치를 파악하기 위한 효율적인 추정 알고리즘을 제안한다. 정지궤도 위성 시스템에 대하여 불법적으로 전파를 발사하는 미지의 지구국 위치를 추정하는 방법의 하나로써 시간 차이와 주파수 차이를 이용하는 교차 모호 함수(cross ambiguity function; CAF)를 주로 사용한다. 그러나 현실성이 있는 지구국 위치의 계산을 위해서는 엄청난 계산량을 필요로 하는 CAF가 요구되므로, 정확한 위치의 계산이 매우 힘들다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 CAF에서 추정하는 시간 차이와 주파수 차이의 특성을 이용하여 계산상의 효율성은 크게 증대되면서도 추정 성능 저하가 전혀 없는 효율적인 알고리즘을 제안한다. 또한, CAF 계산 알고리즘의 분해능이 추정 성능에 미치는 영향을 시뮬레이션한 결과를 제시함으로써 향후 실제 시스템 구축 및 활용에 기여하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.62-71
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• 2013

TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival)를 동시에 사용하는 신호원 위치추정 방법은 단일 정보를 이용하는 경우에 비해 높은 정확도를 가지며 이동 신호원의 속도 추정이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 최근 종속 미지변수를 정의한 후 비반복적으로 해를 구하는 방법들이 제안되고 있으나 전자전 환경과 같이 수신단과 신호원 간의 거리가 상대적으로 먼 경우에는 추정 정확도가 낮고 모든 수신단 쌍이 동일한 기준 수신단을 공유하여야 한다는 운용상의 제약이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 비선형 LS 최적해를 반복계산을 통해 얻어내는 Gauss-Newton 기법을 적용하여 이동 신호원의 위치좌표와 속도벡터를 추정한다. 또한 이동 신호원의 위치와 속도 추정 결과를 효과적이고 정량적으로 분석하기 위해 CRLB (Cramer-Rao lower bound) 행렬을 각각의 부공간으로 분해하여 2차원 공간상에 독립된 CEP (circular error probable) 평면으로 도시한다. 모의실험을 통해 주어진 수신단 배치와 조합에서 이동 신호원의 위치 및 속도 추정 성능을 확인하고 분석 결과를 제시한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.21-27
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• 2009

본 논문에서는 임의의 전파를 발사하는 송신원의 위치를 파악하기 위한 방법의 하나로써 시간 차이와 주파수 차이를 이용하는 교차모호함수를 사용하여 시뮬레이션 한 결과를 소개한다. 동일한 송신 신호가 서로 다른 경로를 통하여 수신될 경우 두 신호가 가지고 있는 시간 지연의 차이가 있고, 또 서로 다른 도플러 천이로 인하여 주파수 천이를 가지게 된다, 이러한 성질을 이용하여 서로 다른 시간 지연과 주파수 천이를 가지는 두 신호에 대한 교차모호함수를 계산하고, 이 함수가 최대 값을 가지도록 하는 시간 및 주파수 천이를 구하여 전파를 발사한 송신국의 위치를 파악할 수 있게 된다. 본 논문에서는 이러한 교차모호 함수를 이용하여 여러 가지 환경에 따른 시뮬레이션 결과를 소개하고, CAF 계산의 효율성을 개선하고 성능을 향상시키는 방법에 대해 소개한다.