쳐프 스프레드 스펙트럼 방식을 이용한 실시간 위치확인 시스템

Abstract

본 논문에서는 다중경로와 방해 전파가 심각한 실내 환경에서도 정밀한 위치측정 및 견고한 데이터 통신을 가능하게 하는 CSS(Chirp Spread Spectrum)를 이용하여 1-D(1차원) RTLS (Real Time Locating System)을 구현 하였다. 거리를 계산하는 알고리즘으로는 SDS-TWR (Symmetrical Double-Sided Two-Way Ranging)를 이용하여 Straightforward TWR의 단점인 크리스털 편차를 개선 하였다. Ranging 거리를 늘리기 위하여 파워회로를 추가하여 모듈을 제작 하였다. 모듈 제작 과정은 Block Diagram과 설계이득을 설계한 후 회로도를 이에 부합하도록 설계하였고, 검증과정에서는 임피던스, 타이밍, 안테나 방사패턴, 그리고 거리 실측으로 모듈의 성능을 확인 하였다. 안테나의 편향성으로 인해 측정 위치에 따라 패킷 성공률의 변화가 있으나 안테나의 방사패턴이 주 빔의 방향에서는 450m 까지는 통신 성공률이 95% 이상임을 확인 하였다.; In this work, 1 dimensional RTLS (Real Time Location System) is implemented using CSS (Chirp Spread Spectrum) technology which is able to measure precise location and is able to communicate robustly in bad indoor environment such as multipath-fading and disturbance of interferences. SDR TWR (Symmetrical Double-Sided Two-Way Ranging) is used for distance measure algorithm to improve crystal drift, existing at each node, against Straightforward TWR. Power amplifier block is added to extend ranging distance. In procedure of module producing, schematic is made after design of block diagram and gain budget and its characteristics such as impedance, timing, antenna radiation pattern, and actual distance measurement was measured to confirm module performance. Success rate vary along test position because of antenna propensity, however, more than 95% of success rate was measured up to 450m with 1 m less ranging accuracy when antenna direction is fit.