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문제 정의
- 비 접촉식 방식의 대표 실내 측위는 Wi-Fi 기반의 삼각측량 방법으로 위치 좌표 산출이 가능하나 Wi-Fi의 신호 세기가 대폭 감쇄된 통신영역 또는 비가시선 (No line-of-sight) 채널 환경에서는 입력 신호의 신뢰성이 대폭 하락하여 정밀 측위가 실현되기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 Wi-Fi access point (AP)에 해당하는 비콘 (Beacon)기반의 비접촉식 실내 측위 방식 [2] 에 대해 연구하고 정밀 측위기법을 제안하고자 한다. 비콘 기반의 실내 측위 방식은 접촉식 RFID 측위 방식과 비접촉식 Wi-Fi 측위 방식의 중간 형태로서 각각의 장점을 도입하였다고 할 수 있으며, Wi-Fi보다 통신 영역이 좁으나 비접촉식의 형태이며 수신 신호의 신뢰도가 비교적 높아 실시간으로 유저를 정밀하게 측위 가능하다.
- 성능의 기준은 노이즈 신호의 수신 Signal-to-noise ratio (SNR)에 대해서 제안 기법이 노이즈를 완화 시켜주는지에 대한 출력 SNR값을 그래프로서 확인한다. 또 다른 성능의 기준으로, 그 출력 SNR에 따라서 Bit Error Rate (BER) 그래프의 추이가 어떻게 개선되고 변화하는지 제시 및 확인한다. 본 모의 실험 환경에서는 본 논문에서 가정하는 임펄시브 노이즈 모델을 적용하였다.
- 본 논문에서는 실내 임펄시브 노이즈 채널 환경에서 비콘 기반의 측위 시스템의 측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 전처리 기법을 제안하였다. 임펄시브 노이즈 환경에서 삼각측량법에 입력값의 신뢰도를 향상시키기 위해 사용자가 수신한 신호의 임펄시브 노이즈를 제안한 기법을 통해 효과적으로 완화하고 그 성능을 확인하였다.
- 본 장에서는 비콘 기반 실내 측위 시스템에서 측위 정밀도를 개선하고 측위 결과값의 신뢰도를 향상시키기 위한 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 삼각측량 기반의 측위 시스템에서 전처리 기법에 해당하며, 삼각측량법을 이용하여 위치 좌표를 산출하기 이전에 사용자 수신기에 수신신호 품질을 개선하는 부분에 해당한다.
가설 설정
- 이는 그림 1에서 보이고 있는 방법과 같다. 또한, 본 논문에서 가정하는 실내 측위 시스템은 측위 정밀도 (또는 측위 정확도)를 향상시키기 위해 다수의 비콘이 사용자의 사방에 설치되어 있고, 그 중 최적의 3개의 비콘을 선택하여 삼각측량 하는 방법을 가정한다. 최적의 3개의 비콘을 선택하는 방법은 첫 번째로 수신 세기가 강한 비콘 선택하고, 두 번째로 신호 도달 시간 (Time-of-arrival)이 짧은 것을 선택하는 방법이다.
- 본 논문의 채널 모델은 하나의 비콘과 하나의 수신기 (사용자)간에 다음 수식들과 같이 임펄시브 잡음 모델을 가정한다.
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