TOA 측정을 이용한 정확한 수동 위치 추정

물체의 위치 파악은 물류, 감시 및 비상 대응 분야에서의 응용과 함께 무선 기술의 주요 측면으로 빠르게 자리잡고 있습니다. 도착 시간(TOA) 위치 추정은 GPS가 사용되지 않는 실내 환경에서 특히 물체의 고정밀 위치 추정에 적합합니다. 본 논문은 하나의 송신기와 여러 분산 수신기를 사용하여 수동(반사하는) 물체의 위치를 추정하는 경우를 다룹니다. 또한, TOA(도착 시간 차이(TDOA)와 달리) 정보를 사용할 수 있도록 송신기와 수신기를 동기화할 수 있는 상황에 주목합니다. 우리는 물체의 위치 추정을 위한 새로운 Two-Step estimation (TSE) 알고리즘을 제안합니다. 그 후 TOA의 Cramer-Rao Lower Bound (CRLB)를 도출하고, 이를 통해 일반적인 설정에서 TDOA의 CRLB보다 한 차원 낮다는 것을 보여줍니다. TSE 알고리즘은 TOA 측정이 작은 가우시안 분포 오류의 영향을 받을 때 CRLB를 달성하며, 이는 분석적 및 시뮬레이션 결과로 검증됩니다. 더욱이, 실제 측정 결과는 TSE의 추정 오차 분산이 TDOA 기반 알고리즘보다 33 dB 낮을 수 있음을 보여줍니다.