본 논문에서는 발신자가 송출한 신호를 이용하여 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식으로 발신자의 위치를 추정할 때, BLUE(Best Linear Unbiased Estimator) 추정기와 이의 CRLB(Crammer-Rao Lower Bound)를 닫힌 해 형태로 구하였다. 3 개의 기준국 또는 센서를 사용하여 2차원의 발신자 위치를 추정할 때, BLUE 추정기를 사용하여 CRLB를 구하기 위해서 발신자의 위치에 대한 기준 위치를 설정한 후 이를 1 차 Taylor 급수로부터 유도된 근사화된 TDOA 쌍곡선 방정식을 사용하였다. 본 논문에서 근사화를 통해 구해진 유도식은 각 기준국 또는 센서에서의 TOA(Time of Arrival) 측정 잡음이 서로 상관관계가 없고 독립적이라는 가정하에서, 백색 가우시안잡음에 대해서뿐만 아니라 평균이 제로인 모든 잡음에 대해서 적용할 수 있다.
In this paper, we derived a closed-form equation of a Best Linear Unbiased Estimator (BLUE) and its Crammer-Rao Lower Bound (CRLB) for the estimation of the position of the emitter based on the Time Difference of Arrival (TDOA) technique. The BLUE and CRLB were derived for the case of estimating 2 dimensional position of the emitter with 3 base stations or sensors, and for this purpose, we used an approximated equation of the TDOA hyperbola equation obtained from the first order Taylor-series after setting the reference points of the position. The derived equation can be used for any kind of noises which are uncorrelated in each other in the TOA measurement noises and for a white Gaussian noise also.
“FCC Report and Order and Further Notice of Proposed Rule Making”, FCC Docket 96-264, June 1996.
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Position-Location Solutions by Taylor-Series Estimation
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Time delay estimation for passive sonar signal processing
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Y. T. Chan, K. C. Ho, “A Simple and Efficient Estimator for Hyperbolic Location,” IEEE Trans. Signal Orocess., vol. 42, no. 8, pp. 1905-1915, 1994.
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Position location using wireless communications on highways of the future
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S. M. Kay, Fundamentals of Statistical Signal Processing: Estimation Theory, Prentice hall International, Inc., 1993.
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Statistical Theory of Passive Location Systems
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K. Dogancay, H. Hmam, “On Optimal Sensor placement for Time-Difference-of-Arrival Localization Utilizing Uncertainty Minimization,” Proc. on 17th European Signal Processing Conference, pp. 1136- 1140, 2009.