무선 센서망에서 주파수 편이 보상 비동기 양방향 거리추정 알고리즘
Asynchronous Two-Way Ranging Algorithms using Frequency Offset Compensation in Wireless Sensor Networks
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초록
무선 센서망에서는 해상도가 높은 UWB 신호를 사용하여 노드간의 거리를 추정하고 이로부터 이동 노드의 위치를 추정한다. IEEE802.15.4a에서는 각 노드 국부클럭의 주파수 차이에 의한 영향을 감소시키는 비동기 TWR 및 SDSTWR 거리 추정방식을 제안하고 있으나 이들 방식은 불완전한 동기화에 의한 오류를 감소시킬 뿐이며 주파수 편이는 여전히 시각 측정 오류를 유발한다. 따라서 노드의 클럭 주파수 편이는 정확한 거리 추정의 핵심이다. 본 논문에서는 노드의 주파수 편이 추정 기반의 새로운 거리 추정방식을 제안한다. 제안된 방식은 모사시험으로 성능을 평가하였으 며 평가 결과로부터 제안된 방식은 모사시험 환경에서 노드의 주파수 편이, 거리추정 프레임의 전송지연 그리고 지연 의 차이에 거의 영향을 받지 않으며 이동 노드의 정확한 위치를 추정하는 것을 확인하였다.
Abstract
The UWB signal is capable of high resolution and used to estimate ranging and positioning in wireless sensor networks. The specification of IEEE802.15.4a describes asynchronous TWR and SDS-TWR methods performed without any additional network synchronization. While asynchronous ranging schemes reduce the error due to imperfect synchronization between devices, frequency offsets of off-the-shelf crystal oscillators can still result in time measurement errors. The clock frequency offsets of the nodes are the key element for accurate ranging. In this paper, we propose a novel ranging schemes based on the estimation of frequency offsets of nodes. We evaluate the proposed algorithms with simulation, and the results show that at the simulation environments, the algorithms have little effect on frequency offsets, response delay of ranging frame and its difference, and estimate accurate locations of mobile nodes.
참고문헌 (19)
- 김학용, "근거리위치 추적 기술 동향", 주간기술동향, 통(1322), pp.1~12 (2007)
- 조영수, "실내외 연속측위 기술 동향", 전자통신동향분석, 22(3), pp.20~28 (2007)
- N. Priyantha, "The Cricket Location-Support System", Proc. of the ACM Int'l Conf. on MobICom (2000)
- M. Addlesee, "Implementing a Sentient Computing System", IEEE Computer Magazine, 34(8), pp.50~56 (2001)
- Paramvir Bahl, "RADAR:An in-building RF-based user location and tracking system", pp.775~784 (2000), INFOCOM
- 남윤석, "저속 WPAN에서 수신신호세기의 Vector Matching을 이용한 위치인식 방식", Journal of Information Technology Applications & Management, 12(4), pp.93~104 (2005), 한국데이타베이스학회
- Spoton: An Indoor 3d Location Sensing Technology Based on RF Signal Strength, "J. Hightower", University of Washington, ~, pp.Technical Report 00-02-02 (2000)
- Andy Harter, "The anatomy of a Context-Aware Application", Wireless Networks, 8, pp.187~197 (2002)
- Seungho Baek, "Managing mechanism for service compatibility and interaction issues in context-aware ubiquitous home", IEEE Trans. Consumer Electronics, 51(2), pp.524~528 (2005)
- IEEE802.15.4a, "D7", Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LRWPANs): Amendment to add alternate PHY, 2007
- WiMedia Alliance, "Multiband OFDM Physical Specification" (2007), Version 1.2
- 이영규, "실내측위를 위한 새로운 클락 동기 방안", 한국통신학회논문지, 32(3), pp.237~246 (2007), 한국통신학회
- Bin ZHEN, "Clock Offset Compensation in Ultra-Wideband Ranging", IEICE Trans. Fundamentals, E89-Q(11) (2006)
- 박운용, "클럭 표류 영향을 고려한 양방향 거리 인지 기반의 TOA", TDOA 추정 방안, 2007, pp.32(7), 608~615[DOI]
- Zafer Sahinoglu, "Ranging in the IEEE 802.15.4a Standard", IEEE Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON) (2006)
- Y Jian, "An Asymmetric Double Sided TWR for Crystal Offset", International Symposium on Signals, Systems and Electronics(ISSSE'07), pp.525~528 (2007)