JP2009545934A - マルチパスチャネル統計データを用いて見通し線(los)と非los(nlos)とを識別する方法 - Google Patents

マルチパスチャネル統計データを用いて見通し線(los)と非los(nlos)とを識別する方法 Download PDF

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Abstract

非見通し線(NLOS)の識別及び緩和が、受信信号のマルチパス成分から得られたチャネル統計データに基づいて、無線測位システム内で実施される。統計データは、とがり、平均過剰遅延広がり、又は根二乗平均遅延広がりに基づくものとすることができる。その結果は、IEEE 802.15.4aの超広帯域チャネルモデルを用いて妥当なものになる。IEEEモデルに基づく振幅及び遅延の統計データは、対数正規確率変数であることが示される。結合尤度非検定がLOSとNLOSの識別のために提示される。
【選択図】 図2

Description

関連出願の相互参照
本出願は、(a)2006年8月3日出願の米国仮特許出願第60/821378号、(b)2006年8月11日出願の米国仮特許出願第60/822127号、(c)2007年8月1日出願の米国特許出願第11/832547号、及び(d)2007年8月1日出願の米国特許出願第11/832551号、に関連するとともに、それらの優先権を主張する。これら出願のすべてを参照により本明細書に組み込む。米国指定に関し、本出願は、前述の米国特許出願第11/832551号の後続出願である。
発明の分野
本発明は、無線ローカリゼーション及び通信技術に関する。より詳細には、本発明は、無線通信システムのローカリゼーション精度及び通信性能の改善に適用できる。
関連技術の説明
超広帯域(UWB)技術は、その帯域幅が非常に広いので、個々のマルチパス成分(MPC)を分析できる正確な測距方式及びローカリゼーション方式を約束する。UWB技術を用いると、最初の到着経路を正確に特定できる場合には、受信信号の到着時間(TOA)を高精度で推定することができる。UWB技術を用いる様々な方式が、以下の論文に開示されているものを含めて開示されている。(a)Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf (VTC)、vol. 4、Dallas、米国テキサス州、2005年9月、2627〜2631頁、に発表のB.Alavi及びK. Pahlavanの「Analysis of undetected direct path in time of arrival basedUWB indoor geolocation」、(b)Proc. IEEE Int. Workshop on Ultrawideband Networks(UWBNETS)、Boston、米国マサチューセッツ州、2005年10月、245〜251頁(招待論文)、に発表のI.Guvenc、Z. Sahinoglu、A.F. Molisch及びP. Orlikの「Non-coherent TOA estimation in IR-UWB systems withdifferent signal waveforms」、(c)14th European Signal Processing Conference(EUSIPCO 2006)、Florence、イタリア、2006年9月(招待論文)、に発表のD. Dardari、C. C. Chong及びM. Z.Winの「Analysis of threshold based TOA estimators in UWB channels」、(d)IEEE Intl.Conf. on Ultra-Wideband (ICUWB 2006)、Waltham、米国マサチューセッツ州、2006年9月(招待論文)、に発表のD.Dardari、C. C. Chong及びM. Z. Winの「Improved lower bounds on time of arrivalestimation error in UWB realistic channels」
ローカリゼーションシステムの課題の1つは、非見通し線(NLOS)の影響をうまく軽減することである。アンカーノード(AN)と移動端末装置の間の直通路が遮られた場合、そのANへの信号のTOAが遅延され、これにより正バイアスが生じる。NLOSのTOA推定値は、ローカリゼーション精度に悪影響を及ぼす。したがって、従来技術のセルラーネットワークは一般に、NLOSの状態にあるANを特定し、それらの影響を軽減している,例えば、Proc. IEEE Int. Conf Universal Personal Cornmun.、Cambridge、米国マサチューセッツ州、1996年9月、827〜831頁、に発表のM.P. Wylie及びJ. Holtzmanの論文「The non-line of sight problem in mobile locationestimation」は、測定ノイズ分散が既知である場合に、距離測定値の標準偏差をNLOS信号識別の閾値と比較することを教示している。同様に、Proc.IEEE Vehicular Technol. Conf. (VTC)、vol. 2、カナダ オンタリオ州、1998年5月、1583〜1587頁、に発表のJ.Borras、 P. Hatrack及びN. B. Mandayamの論文「Decision theoretic framework for NLOSidentification」は、TOA測定値の既知及び未知の確率密度関数(PDF)に対して種々の仮説検定を用いる決定理論的NLOS識別フレームワークを開示している。
Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. (VTC)、vol.4、Orlando、米国フロリダ州、2003年10月、2544〜2548頁、に発表のS. Gezici、H. Kobayashi及びH. V. Poorの論文「Non-parametricnon-line-of-sight identification」は、TOA測定値の確率密度関数を近似することが可能になる非パラメトリックNLOS識別手法を開示している。適切な距離測定の基準は、既知の測定ノイズ分布と非パラメトリックに推定された測定値分布との間で使用される。
これらの従来技術のNLOS識別技法はすべて、NLOS基地局(BS)のTOA測定値が時間の経過につれて変化するものとしている。このような想定は、TOA測定値に大きな分散がある移動端末装置では妥当である。しかし、端末装置が静止している場合では(例えば、無線パーソナルアプリケーションネットワーク(WPAN)応用例で)、NLOS測定値の分布が、LOS状態での分布からの偏差をほとんど示さないことがある。そこで、受信信号のマルチパス特性がLOS/NLOS識別に有用な洞察を可能にする。例えば、2003年3月29日出願、2004年10月20日公開のX. Diao及びF. Guoの「A method distinguishing line of sight (LOS) fromnon-line-of-sight (NLOS) in CDMA mobile communication system」という名称の欧州特許出願公開第1469685号公報は、1)全域最大経路と局所最大経路の電力比が所与の閾値よりも大きい場合、及び2)第1の経路と最大経路の間の到着時間差が所与の時間間隔よりも小さい場合、には受信された符号分割多重アクセス(CDMA)信号がLOSであることを開示している。同様に、Proc.IEEE Int. Conf. Ultrawideband (ICUWB)、Waltham、米国マサチューセッツ州、2006年9月、に発表のRabbachin、I.Oppermann及びB. Denisの論文「ML time-of-arrival estimation based on low complexityUWB energy detection」は、正規化された最強の経路をある固定閾値と比較することによってUWB方式にNLOS識別を実施できることを開示している。どちらの方式でも、慎重なパラメータ選択(例えば、閾値又は時間間隔)が極めて重要である。
受信されたマルチパス信号からNLOS状態を識別する代替方法として、全モバイルネットワークから得られた情報を用いてNLOS状態を緩和することができる。例えば、Proc. IEEE Int. Conf: Wireless Commun. Networking (WCNC)、vol. 1、NewOrleans、米国ルイジアナ州、1999年9月、316〜320頁、に発表のP. C. Chenの論文「A non-line-of-sight errormitigation algorithm in location estimation」は、NLOS緩和のための残差をベースとする(residual-based)アルゴリズムを開示している。そのアルゴリズムは、3つ以上の利用可能な基地局を基盤として、基地局の別々の組合せに対する位置推定値及び残差を用いる。(すべてのノードがLOSである場合では、3つの基地局は2次元(2−D)ローカリゼーションを実施するよう要求され、4つの基地局は3次元(3−D)ローカリゼーションを実施するように要求される。)残差がより小さい位置推定値は、正しい端末装置の位置を表す可能性がより高い。したがって、同論文に開示されている技法では、それぞれ異なる位置推定値に、対応する残差と反対に重み付けをする。
モバイルネットワークから得られた情報を用いる他のNLOS緩和技法は、以下のものに開示されている。(a)Eurasip J. Applied Sig. Processing、1〜8頁、2006年、に発表のR. Casas、A. Marco、J.J. Guerrero及びJ. Falcoの「Robust estimator for non-line-of-sight error mitigationin indoor localization」、(b)IEEE Trans. Vehic. Technol.、vol. 55、no. 1、17〜24頁、2006年1月、に発表のY.T. Chan、W. Y. Tsui、H. C. So及びP. C. Clingの「Time-of-arrival based localizationunder NLOS conditions」、(c)Proc. IEEE Position Location and Navigation Symposium(PLANS)、San Diego、米国カリフォルニア州、2006年4月、に発表のB. Li、A. G. Dempster及びC. Rizosの「Adatabase method to mitigate the NLOS error in mobile phone positioning」、(d)Proc.IST Mobile and Wireless Commun. Summit、Myconos、ギリシア、2006年6月、に発表のX. Liの「An iterativeNLOS mitigation algorithm for location estimation in sensor networks」、(e)Proc.IEEE INFOCOM、香港、2004年3月、650〜659頁、に発表のL. Cong及びW. Zhuangの「Non-line-of-sighterror mitigation in mobile location」、(f)Proc. IEEE Int. Conf. Acoustics、Speechand Signal Processing (ICASSP)、vol. 2、Quebec、カナダ、2004年5月、153〜156頁、に発表のJ. Riba及びA.Urruelaの「A non-line-of-sight mitigation technique based on ML-detection」、(g)Proc.IEEE IPSN、Nashville、米国テネシー州、2006年4月、に発表のS.Venkatesh及びR M. Buehrerの「A linearprogramming approach to NLOS error mitigation in sensor networks」、(h)Proc. IEEEInt. Conf. Wireless Networks、Commun.、Mobile Computing、米国ハワイ州、2005年6月、244〜249頁、に発表のC.L. Chen及びK. T. Fengの「An efficient geometry-constrained location estimationalgorithm for NLOS environments」、及び(i)IEEE Trans. Vehic. Technol.、vol. 52、no. 1、112〜116頁、2003年1月、に発表のX.Wang、Z. Wang及びB. O. Deaの「A TOA based location algorithm reducing the errors dueto non line-of-sight (NLOS) propagation」
しかし、これらのNLOSの緩和技法及び識別技法のいくつかは、モバイルネットワークからの情報を使用するだけで、受信信号中の情報は利用していない。測定された距離の統計データを考慮に入れる他の技法では、距離測定値を記録する必要がある。一般に、LOS状態及びNLOS状態の正確な特徴付けには多数の実時間測定値が必要である。また、これらの技法のもとでは、NLOS状態を識別できるのは端末装置が移動式の場合のみであるため、測定されたNLOSバイアスが変動を示すことを許容することにもなる。
欧州特許出願公開第1469685号公報は、CDMA方式において受信信号のマルチパス成分を用いる方法を開示している。この技法は、最強経路内の遅延情報、及び全域最大経路と局所最大経路の比だけを利用する。この技法は、これらのパラメータに対する閾値を適切に選択することに依拠する。
UWB信号のLOS/NLOS識別におけるチャネル統計データの使い方の1つが、上記で論じたRabbachinらの論文「ML time-of arrival estimation based on low complexityUWB energy detection」に簡潔に論述されている。Rabbachinの論文では、(正規化された)最強経路をLOS/NLOS識別のための閾値と比較している。Rabbachinの技法では、最適な閾値を正確に決定することが必要であるとともに、受信信号中の情報を最強経路内の情報を除いて利用していない。
発明の概要
本発明は、UWBチャネルの振幅及び遅延の統計データに基づくNLOS識別技法を提供する。本発明の一実施形態によれば、受信信号の振幅及び遅延の統計データは、受信信号のとがり、受信信号の受信マルチパス成分の平均過剰遅延広がり及び根二乗平均(RMS)遅延広がりを用いて取得される。これらの測定の基準それぞれの確率密度関数は、IEEE 802.15.4aのUWBチャネルへの適用によって妥当なものになり、対数正規確率変数によって適切にモデル化されることが見出される。結合尤度比検定により、受信信号のLOS仮説とNLOS仮説から選択する。LOS状態及びNLOS状態のPDFが与えられるならば(例えば、以前の測定値から)、本発明の方法では多数の測定値を必要としない。
一実施形態では、仮説検定で用いられる尤度関数計算を簡単にするために、振幅統計データと遅延統計データは独立しているものとする。
本発明は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せ読めばよりよく理解される。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の一実施形態によれば、受信信号のチャネルインパルス応答(CIR)h(t)を次式で表すことができる。
Figure 2009545934

ここでLはMPCの総数、γ及びτはそれぞれl番目のMPCの振幅及び遅延である。受信信号のTOAは、τtoa=τによって与えられる(すなわち、第1の到着経路の到着時間)。LOS仮説及びNLOS仮説をそれぞれ表す仮説H及びHは次式で与えられる。
Figure 2009545934

ここでdは固定端末装置(FT)(固定端末装置とは、移動端末装置に対して移動しない端末装置である。固定端末装置の例としては、セルラーネットワーク又は無線ネットワークの基地局、及びセンサーネットワークのアンカーノードが含まれる。)と移動端末装置の間の実際の距離を表し、cは光の速度を表す。NLOS状態では、第1の到着経路が正しく特定された場合でも、TOA推定が実際の距離と比較して大きな値をなお生じる。したがって、ローカリゼーション性能が低下しないようにNLOSのFTが特定され、それらの影響が緩和される。
本発明は、LOS状態とNLOS状態を区別するために受信マルチパス成分の統計データを用いる方法を提供する。一実施形態では、LOS状態とNLOS状態を区別するために、受信信号の振幅及び遅延を取り込む統計データ(つまり、とがり、平均過剰遅延、及びRMS遅延広がり)が用いられる。
とがりは、確率変数の4次モーメントの、その2次モーメントの二乗に対する比(すなわち分散)である。「NIST/Sematech e-handbook of Statistical Methods」2006年版(www.6sigma.usでオンラインで入手可能)によれば、とがりは「正規分布と比べてデータがとがっているか平坦であるかの尺度であり、すなわちとがりが高いデータセットは、明確なピークを平均値付近に有し、いくぶん急に傾斜し、かつヘビイテイル(heavytail)を有する傾向があり、とがりが低いデータセットは、鋭いピークではなく平坦な上部を平均値付近に有する傾向がある」と定義されている。あるデータがどれだけとがっているかをとがりが特徴付けるので、とがりはまた、あるマルチパスCIRでのLOS状態がどれだけ強いかも特徴付ける。高いとがり値を伴うCIRでは、受信信号がLOS源からである可能性がより高い。
CIRがh(t)であるチャネルでは、|h(t)|のとがりは次式で与えられる。
Figure 2009545934

ここでμ|h|及びσ|h|はそれぞれ、CIRの絶対値の平均及び標準偏差である。κの分布は、サンプルチャネル実現を用いてLOS状態とNLOS状態の両方で得ることができる。例えば、IEEE 802.15.4aのチャネルは、屋内の住宅のLOS状態及びNLOS状態と、屋内のオフィスのLOS状態及びNLOS状態と、屋外のLOS状態及びNLOS状態と、産業のLOS状態及びNLOS状態とにそれぞれ対応する、8つの異なるチャネルモデル(すなわちCM1からCM8)について、κのヒストグラムを提供している。このヒストグラムはそれぞれ、次式で与えられる対数正規PDFによってモデル化することができる。
Figure 2009545934

ここで、μκはp(κ)の平均値、σκはp(κ)の標準偏差である。このモデルは、IEEE 802.15.4aチャネルに対して5%の有意水準でKolmogorov−Smirnov(KS)の適合度仮説検定を用いて妥当なものになる。
とがりは、受信MPCの振幅統計データについての情報をもたらし、一方マルチパス成分の遅延統計データは、平均過剰遅延及びRMS遅延広がりによって得られる。「Wireless Communications: Principles and Practice」、T. S. Rappaport(著者)、Indianapolis、米国インディアナ州、PrenticeHall、2002年、によれば、あるチャネルの平均過剰遅延τは次式で与えられ、
Figure 2009545934

RMS遅延広がりτrmsは次式で与えられる。
Figure 2009545934
上記で論じたとがり分析と同様に、IEEE 802.15.4aによる8つのそれぞれ異なるチャネルモデルについての平均過剰遅延のヒストグラム及びRMS遅延広がりは、5%の有意水準でのKS検定に基づき、受信信号中の遅延の想定された対数正規分布を妥当なものにする。
κ,τ及びτrmsの統計データの事前知識がLOS状態及びNLOS状態で入手可能である場合には、尤度比検定を設定してLOS仮説とNLOS仮説を区別することができる。例えば、Plos(x)及びPnlos(x)がそれぞれ、LOS状態及びNLOS状態に対応する各PDFを表すものとし、κ,τ及びτrmsがそれぞれ、とがり、平均過剰遅延、及び観察されるチャネル実現h(t)のRMS遅延広がりを表すものとすれば、次の3つの尤度比検定をそれぞれ使用してLOS/NLOS状態を識別することができる。
1)とがり検定
Figure 2009545934

2)平均過剰遅延検定
Figure 2009545934

3)RMS遅延広がり検定
Figure 2009545934

それぞれの検定で、尤度比が1よりも大きい場合にLOS仮説(H)が選択され、そうでなければNLOS仮説(H)が選択される。すべてのパラメータを考慮に入れるために、これらのパラメータの結合PDFを用いて、形式の検定を実現することができる。
Figure 2009545934

しかし、結合PDFは得るのが困難である。κ,τ及びτrmsが独立しているものと仮定することによって1つの単純化を実現することができる。
Figure 2009545934

ここで
Figure 2009545934
図1Aは、FT 10、FT 20及びFT 30での測定に基づく、NLOS状態で無線ネットワークにおけるTOA技法に用いる三角測量を示す。このシステムでは、各FTが、移動端末装置5から受信した信号のTOAを測定する。次にその測定値は、中央処理局35に送られる。代替方法として、移動端末装置5がその位置を、すべてのFTからの受信信号を用いて直接推定することもできる。
図1Bは、図1AのFT 10、FT 20及びFT 30における受信信号の処理を示す。まずFT受信器は、最強の経路9を特定し、その時間から後ろ向きに第1の到着経路7をサーチする。LOS状態では、第1の到着経路7は、送信器と受信器の間の実際の距離になる。しかし、NLOS状態では(すなわち、送信器と受信器の間に障害物が存在する)、第1の到着経路7は、LOSの第1の到着経路11よりも遅い時間に到着する。したがって、第1の到着経路が正しく特定されたとしても、正バイアスがNLOS状態のTOA推定値に含まれる。図1Bに示されるように、閾値8が用いられて第1の到着経路が限定されると、第1の到着経路12が実のところ、実際のNLOSの第1の到着経路7よりも時間が遅くなる。
従来のシステムでは、受信信号のTOAは、任意の閾値を用いて各FTで推定されている。TOA推定値は、距離推定値31、32及び33(図1A)に容易に変換することができ、次にこれらの距離推定値を用いて、最小自乗法で残差を最少にすることによって、端末装置の位置を推定することができる。
Figure 2009545934

ここでdはi番目のFTと端末装置の間の距離、xはN台の利用可能なFTのうちのi番目のFTの既知の位置である。推定された端末装置位置の平均二乗残差誤差(「残差」)は次式で与えられる。
Figure 2009545934
LOS状態では、残差は、測定ノイズ及びサーチバック誤差の両方だけで決まる。サーチバック誤差は、第1の到着経路の不正確な特定により生じる。LOS状態では、前方端が容易に特定され、各FTについてTOAの正確な推定を行うことができる。したがって、LOS状態では、推定された移動端末装置位置は実際の移動端末装置位置に近く、残差は一般に小さく、それによって、十分な平均化がノイズ分散を低減すると想定される。
NLOS状態では(すなわち、1つ又は複数のNLOSのFT)、生じるNLOSバイアスにより残差がかなり大きい。上記で論じたように、NLOSバイアスは、1)LOSのTOAとNLOSのTOAとの間の遅れ、及び2)推定されたNLOSのTOAと実際のNLOSのTOAとの間の遅れ、により生じる。最初のタイプのバイアスは、サーチバックステップではなく三角測量ステップで処理することができる。チャネルのLOS情報又はNLOS情報は、マルチパス受信信号から取得し(例えば、可能性重みの形で)、LOSのFTのサーチバックに対する終了条件として三角測量ステップで使用することができる。
図2は、本発明の一実施形態による、受信信号からのとがり210、平均過剰遅延220、又はRMS遅延広がり230を用いたLOS状態かNLOS状態かの識別を示す。図2に示されるように、とがり210、平均過剰遅延220、又はRMS遅延広がり230は、上記で説明したように受信信号から計算される。次に、LOS状態及びNLOS状態でのこれらのパラメータのPDFについての以前の情報235を用い、各パラメータについて尤度比(LR)250が計算される。上記で論じたように、とがり210と、平均過剰遅延220と、RMS遅延広がり230とが独立しているものと仮定する簡略化モデルを用い、それらのそれぞれのLRが乗算されて結合LR 260が得られる。(LRの積260を計算する一方で、LRのいずれかを捨てることも選択できる。)次に、結合LR260はステップ240で比較されて、信号がLOS 240であるかNLOS 240であるかが判定される。本発明の範囲内で、受信信号の他の統計データもまた使用することができる。(例えば、最強経路のエネルギー、あるいは最強経路よりも時間が早い信号のエネルギー。)
上記で論じたように、受信信号からのNLOS識別のための従来技術の解決策では一般に、TOA(又は距離)測定値を経時的に記録することが必要である。対照的に、本発明による方法では、測定値の時間履歴が不要であり、TOAの変動を考慮に入れないので、単一のチャネル実現を用いても識別を実施することができる(LOS/NLOS尤度PDFが利用可能である限り)。その代わりに、受信されたMPC中のNLOS情報が用いられる。本発明は、ローカリゼーション精度を改善することに関し多くの方法で適用可能である。本発明の技法によって特定されたNLOSのFTを考慮すべき対象から除いて、NLOSのFTのバイアスが位置推定に組み込まれないようにすることができる。利用可能なFTの数がネットワーク内で限定され、そのため測定値を簡単に捨てることができない状況では、LOSのFTの尤度関数をLSローカリゼーションアルゴリズム内の重みとして用いて、NLOS測定値の影響を最少にすることができる。
本発明のもとで識別されるLOS/NLOS情報はまた、シンボル検出動作の改善にも適用可能である。例えば、LOS/NLOS情報は、(例えば、整合フィルタ受信器内で)使用するレイクフィンガ(Rake finger)の数を選択するのに用いることができる。あるいは、積分区間(integration interval)(例えば、送信される基準内、又はエネルギー検出器受信器内)により、所与の信号対雑音比での受信器のビット誤り率を低減することができる。
上記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を例示するために示したものであり、限定的なものではない。本発明の範囲内の多くの改変形態及び変形形態が可能である。本発明を添付の特許請求の範囲に記載する。
基地局10、20及び30での測定に基づく、NLOS状態で無線ネットワークにおける到着時間(TOA)技法に用いる三角測量を示す図である。 図1Aの基地局10、20及び30における受信信号の処理を示す図である。 本発明の一実施形態による、受信信号からのとがり210、平均過剰遅延220、及びRMS遅延広がり230を用いる、LOS状態かNLOS状態かの識別を示す図である。

Claims (1)

  1. 受信信号の見通し線(LOS)状態と非見通し線(NLOS)状態を識別する方法であって、
    チャネルインパルス応答に基づいて前記受信信号の統計量を計算するステップと、
    前記LOS状態及び前記NLOS状態の前記統計量の確率密度関数に基づいて仮説検定を設定するステップと、
    前記計算された統計量を前記仮説検定に適用して前記受信信号がLOSであるかNLOSであるかを判定するステップとを含む、方法。
JP2009523057A 2006-08-03 2007-08-02 マルチパスチャネル統計データを用いて見通し線(los)と非los(nlos)とを識別する方法 Expired - Fee Related JP4567093B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545754A (ja) * 2006-08-03 2009-12-24 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 受信信号の到来時間と端末位置を共同推定するための反復法
JP2012514210A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 トゥルーポジション・インコーポレーテッド 一般化した誤差分布を用いる位置推定方法
JP2016080589A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 国立大学法人東京工業大学 発信源推定方法およびそれを利用した発信源推定装置
JP2016145836A (ja) * 2016-03-23 2016-08-12 インテル コーポレイション コンピュータデバイスのグローバルポジショニングを判定するための測地学的三角測量を使用して実現する機構
JP2017504005A (ja) * 2013-11-27 2017-02-02 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Rttベース屋内測位システムを展開するためのシステムおよび方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7526048B2 (en) * 2005-08-11 2009-04-28 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Energy threshold selection for UWB TOA estimation
WO2016003168A1 (ko) * 2014-07-03 2016-01-07 엘지전자 주식회사 밀리미터웨이브를 지원하는 무선접속시스템에서 새로운 상향링크 참조신호 전송 방법 및 장치
KR102412960B1 (ko) 2016-01-25 2022-06-27 삼성전자주식회사 채널의 속성을 결정하기 위한 장치 및 방법
US10939401B2 (en) 2018-07-09 2021-03-02 Qualcomm Incorporated Round trip time estimation based on a timing advance applied to a timing response
EP3840490A4 (en) * 2018-08-14 2022-03-30 Robert Bosch GmbH METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING THE TYPE OF PROPAGATION OF A SIGNAL
EP3860006A1 (en) 2020-01-29 2021-08-04 Nokia Technologies Oy Path discrimination
CN111551180B (zh) * 2020-05-22 2022-08-26 桂林电子科技大学 一种可辨识los/nlos声信号的智能手机室内定位系统和方法
KR20240051672A (ko) * 2022-10-13 2024-04-22 삼성전자주식회사 초광대역 통신 신호를 이용하여 레인징 영역을 조정하기 위한 방법 및 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001501307A (ja) * 1996-09-27 2001-01-30 ルートガース ユニヴァーシティ 移動位置推定方法及びシステム
US20040110514A1 (en) * 2002-08-14 2004-06-10 Wuk Kim Apparatus and method for determining position information of a mobile station
JP2004528554A (ja) * 2001-03-30 2004-09-16 ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド 市街地域においてセルラー移動局を位置決めするための精度を高める方法および装置
EP1469685A1 (en) * 2001-12-30 2004-10-20 Huawei Technologies Co., Ltd. A method distinguishing line of sight (los) from non-line of sight (nlos) in cdma mobile communication system
JP2006023267A (ja) * 2004-06-09 2006-01-26 Ntt Docomo Inc マルチパス遅延成分を用いた位置測定装置および位置測定方法
JP2009545754A (ja) * 2006-08-03 2009-12-24 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 受信信号の到来時間と端末位置を共同推定するための反復法
JP4495249B2 (ja) * 2006-08-03 2010-06-30 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 非見通し軽減のためにマルチパス通信路統計を利用する加重最小二乗位置決め方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644572A (en) * 1995-10-03 1997-07-01 Motorola, Inc. Method and apparatus for approximating propagation delay for use in transmission compensation to orbiting satellites
US7065368B2 (en) * 2002-12-30 2006-06-20 Kt Corporation Method for correcting NLOS error in wireless positioning system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001501307A (ja) * 1996-09-27 2001-01-30 ルートガース ユニヴァーシティ 移動位置推定方法及びシステム
JP2004528554A (ja) * 2001-03-30 2004-09-16 ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド 市街地域においてセルラー移動局を位置決めするための精度を高める方法および装置
EP1469685A1 (en) * 2001-12-30 2004-10-20 Huawei Technologies Co., Ltd. A method distinguishing line of sight (los) from non-line of sight (nlos) in cdma mobile communication system
US20040110514A1 (en) * 2002-08-14 2004-06-10 Wuk Kim Apparatus and method for determining position information of a mobile station
JP2006023267A (ja) * 2004-06-09 2006-01-26 Ntt Docomo Inc マルチパス遅延成分を用いた位置測定装置および位置測定方法
JP2009545754A (ja) * 2006-08-03 2009-12-24 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 受信信号の到来時間と端末位置を共同推定するための反復法
JP4495249B2 (ja) * 2006-08-03 2010-06-30 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 非見通し軽減のためにマルチパス通信路統計を利用する加重最小二乗位置決め方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545754A (ja) * 2006-08-03 2009-12-24 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 受信信号の到来時間と端末位置を共同推定するための反復法
JP2012514210A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 トゥルーポジション・インコーポレーテッド 一般化した誤差分布を用いる位置推定方法
JP2017504005A (ja) * 2013-11-27 2017-02-02 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Rttベース屋内測位システムを展開するためのシステムおよび方法
JP2016080589A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 国立大学法人東京工業大学 発信源推定方法およびそれを利用した発信源推定装置
JP2016145836A (ja) * 2016-03-23 2016-08-12 インテル コーポレイション コンピュータデバイスのグローバルポジショニングを判定するための測地学的三角測量を使用して実現する機構

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