Analysis of Hearability in Geolocation Using Mobile WiMax Network

WiBro 망을 이용한 지상파 측위 시스템의 가청성 분석

  • Song, Seung-Hun (Department of Information and Communication Engineering, Chungnam National University) ;
  • Park, Ji-Won (Department of Information and Communication Engineering, Chungnam National University) ;
  • Sung, Tae-Kyung (Division of Electrical and Computer Engineering, Chungnam National University)
  • 송승헌 (충남대학교 전자전파정보통신공학과) ;
  • 박지원 (충남대학교 전자전파정보통신공학과) ;
  • 성태경 (충남대학교 전기정보통신공학부)
  • Published : 2010.01.25

Abstract

Geo-location using a cellular network is a core technology for LBS together with GPS. With preamble symbols broadcasted in each frame, geo-location using WiBro network can be easily implemented. Because the WiBro network has a cellular structure, it is difficult for a mobile station to detect signals from multiple base stations. In order to get user position using trilateration, long integration techniques for sensitivity enhancement should be employed. This paper presents hybrid integration scheme for WiBro network. By analyzing coherent and non-coherent integration loss according to frequency residual and SNR respectively, optimal combination of the hybrid integration is proposed. Simulation results show that the hybrid integration method is profitable in WiBro network when the frequency residual is estimated and compensated accurately.

이동 통신망을 이용한 지상파 측위 기술은 GPS와 더불어 LBS를 구성하기 위한 핵심 기술이다. WiBro 시스템은 차세대 통신망으로 주목 받고 있으며, WiBro 망에서 매 프레임마다 방송되는 프리앰블 심볼의 특성을 이용하면 TDOA 방식의 무선 측위가 가능하다. 그러나 WiBro 시스템은 셀룰러 구조로 되어 있기 때문에 일반적으로 단말기가 다수의 기지국 신호로부터 거리정보를 구하기 어렵다. WiBro 망에서 삼변측량을 이용한 무선 측위를 하기 위해서는 수신 신호의 세기를 증가시켜야 하며, 장기 중첩 기법을 이용하여 가청성을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 주파수 잔여 오차와 수신 신호의 SNR에 따른 동기 중첩 및 비동기 중첩의 성능을 비교하여 WiBro 망에서 최적의 혼합 중첩 방법을 제시하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 혼합 중첩의 성능을 분석하고 WiBro 망을 이용한 무선 측위의 가능성 및 한계를 확인하였다.

Keywords

References

  1. 한국정보통신산업협회, LBS 기술 및 시장동향 연구 보고서, 2008.02
  2. P. Misra, P. Enge, Global Positioning System, Signals, Measurements, and Performance, 2nd edition, Ganga-Jamuna Press, pp67-90, 2006.
  3. E.D. Kaplan and C. j. Hegarty, Understanding GPS Principles and Applications, 2nd edition,ARTECH HOUSE, pp459-630, 2006.
  4. J.J. Caffery Jr., Wireless Location In CDMA Cellular Radio System, Kliwe Academic Publishers, pp23-40, 1999.
  5. IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society, IEEE802.16e-2005, IEEE Inc., 2005.
  6. 2.3GHz 휴대인터넷 표준(물리계층), 정보통신단체 표준, TTAS.KO-06.0064/R1
  7. J. B. –Y. Tsui, Fundamentals of Global Positioning, System Receivers, John Wiley & Sons, 2000.
  8. 송승헌, "와이브로 망을 활용한 위치 인식 시스템의 성능 분석," 충남대학교 석사학위논문, 2008.
  9. J. Holmes, Coherent Spread Spectrum Systems, Robert E Krieger Pubilshing Company, 1991
  10. S. Soliman, "GPS Receiver Sensitivity Enhancement In Wireless Application," Technologies for wireless application IEEE MTT-S Symposium, 1999.
  11. L. Hanzo, M. Muenster, B. J. Choi, and T. Keller, OFDM and MC-CDMA for broadband multi-user communications, WLANs and broadcasting, John Wiley & Sons, 2003.
  12. D. Borio, L. Camoriane, L. L. Presti, and M. Fantino, "DTFT-Based Frequency Lock Loop for GNSS Applications," IEEE Transactions on Aerospace and electronics system, vol. 44, No. 2, April 2008.
  13. H. C. So, Y. T. Chan, Q. Ma, and P. C. Ching, "Comparison of various periodograms for sinusoid," IEEE Transactions on Aerospace and electronics system, vol. 35, No. 3, pp. 945-952, Jul. 1999. https://doi.org/10.1109/7.784064
  14. A. Papaulis, Probability Random Variable and Stochastic Processes, McGrew Hill, 1991.
  15. S. T. Lowe, "Voltage Signal-to-Noise Ratio (SNR) Nonlinearity Resulting From Incoherent Summations," The Tellecommunications and Mission Operations Progress Report, vol. TMO PR 42-137, pp.1-6, Jan-March 1999.
  16. C. Strassle, "The Squaring-Loss Paradox," ION 2007, 2007.
  17. IEEE C802.16d-03/78r1, "Coverage/Capacity simulations for OFDMA PHY in with ITU-T channel model," Y. Leiba, Y. Segal, Z. Hadad, and I. Kitroser
  18. Caffery, J. J., Jr., and G. L. Stuber, "Overview of Radiolocation in CDMA Cellular Systems," IEEE Communications Magazine, April 1998.